早在1918年阿爾伯特愛因斯坦就曾經預言了引力波的存在。但他當時也明確地表示人類或許根本無法證實這個理論，因為引力波對于物質的作用實在太微弱了。100多年以后，科學家們成功地完成了這個幾乎不可能的任務。

? 愛因斯坦悲觀表述并沒有組織科學家們的探索，自1960年以來，全世界的科學家們不懈努力嘗試著去證實引力波的存在，其中也包括坐落在德國漢諾威的馬克斯普朗克研究所引力物理學部。

? 從1990年起，物理學家卡斯滕丹茲曼就參與了這個項目，期間甚至成為了這個部門的主任。他使用干涉儀GEO600來搜尋引力波。2015年秋他們的尋找終于有了結果。在那之后，陸陸續(xù)續(xù)有更多的引力波被發(fā)現(xiàn)。

圖解:卡斯滕丹茲曼站在可視化的引力波前

行星知識提問：Danzmann先生，在您尋找引力波的數(shù)十年間，絕大部分時間都是沒有結果的，您有沒有對您的研究失去過希望呢？

卡斯滕丹茲曼：我從未懷疑過我們終將測量到引力波。顯然引力波一直就在那兒，只要我們變得更加敏感，使用更加精密的儀器，那就一定能在某天測量到引力波。只是沒有人知道，究竟需要多長時間。

在2015年9月15日那一天到來了。干涉儀剛剛經歷了一次全面改建，當它重新開始工作時，便記錄下了第一個引力波信號。大家可以開始慶祝這項發(fā)現(xiàn)了嗎？不，起初科學家們對于這次觀測結果是持懷疑態(tài)度的。

我很清楚，我們當時都不相信這是一個真實信號。因此我們花了許多時間去驗證，才逐漸意識到，我們有了怎樣一個了不起的發(fā)現(xiàn)。就我個人而言，我必須承認，大概過了兩個多星期之后我才相信，這個信號是真的。它并沒有帶給我迎面一擊的眩暈感，而是一種無以言表的釋然和幸福，“是的，多年的工作總算沒有白費?！比缓?，我就很快適應了這種感覺。

證實引力波并不是在德國用GEO600實現(xiàn)的，而是用了兩個美國的干涉儀。也因此在2017年底您的美國同事 Rainer Weiss, Barry Barish 和 Kip Thorne獲得了諾貝爾物理學獎，您是否有些嫉妒他們呢？

其實，在哪一個探測器上被觀測到，并不是關鍵問題，更重要的是我們的技術以及為此付出的的辛勤工作。我們都發(fā)現(xiàn)了一小部分，其中自然有一部分屬于這里。最早在地球上聽見引力波的是我們的兩位博士后。要問為什么的話，那時美國正好是睡覺的時間。

圖解:馬克斯普朗克研究所引力物理學部激光干涉儀GEO600

您提到了Marco Drago和Andrew Lundgren，他們是真正意義上引力波的發(fā)現(xiàn)者嗎？

準確地來說，沒有人能夠發(fā)現(xiàn)它，是電腦發(fā)現(xiàn)了它。許許多多的電腦程序在實時運行分析探測器輸出的數(shù)據。

? 當一個探測器檢測到特殊信號，且在10微秒誤差內另一個探測器也檢測到了同樣的信號，那時計算機就會向我們示警。這樣的事情經常會發(fā)生，不過通常只是一些干擾信號。接下來的任務就要交給我們。我們必須對比研究信號，并判斷它到底是什么。

圖解:LIGO的科學家們正在工作中

眼下在幸運地發(fā)現(xiàn)了引力波之后，您是否可以休息一下了呢？

恰恰相反，現(xiàn)在才剛剛開始。我們的研究并不是為了去證實引力波的存在。在這個問題上幾乎沒人懷疑過。我們的任務是打開新的窗戶，為觀測研究宇宙開發(fā)新的技術和工具。這是天文學一個新分支的開端。

您具體指什么呢？

? 我們很清楚，這個宇宙超過99%的部分是暗的。因此它們永遠都無法通過光或者其他電磁波被觀測。

? 所有物質都有引力。而所有受到引力作用，且運動的物體就會向外輻射引力波。這也意味著通過這種方式，我們能夠接觸到暗宇宙，它涵蓋了我們宇宙極大的部分。

在2015年到2017年間有許多的引力波被記錄測量，它們來自相互融合的黑洞。但是在2017年，您甚至幸運地得以觀測到兩個相互融合的中子星。對普通人來說，這聽起來十分類似。那它們的區(qū)別到底是什么呢？

黑洞僅僅只能夠表現(xiàn)出空間和時間的扭曲，而中子星則是由實際的物質組成的，也就是說，光學天文學家也能夠觀測到它們。除此以外，在很長的時間內，人們都可以聽到整個中子星融合的過程，與之相比，黑洞的融合發(fā)生在十分之一秒內。

? 我們能夠聽到將近兩分鐘中子星最后的“死亡舞蹈”，這也讓我們得以計算出它們在天空中相對準確的方位。因此光學天文學家們也就有機會可以觀察這個事件。全世界超過70臺天文望遠鏡在所有波段上對這次中子星融合事件進行了觀測。

圖解:2017年首次觀測到的中子星融合

這次集中的測量帶來了什么？

宇宙伊始只含有氫和氦，我們知道，宇宙中現(xiàn)在也含有許多更重的元素。那些更重的元素，比如金，是從何而來的呢？這個問題至今仍然是個未解之謎。一小部分是由恒星爆炸所催發(fā)產生的，但這并不能解釋所有金元素的來源。

? 使用光學儀器對中子星融合進行觀測得到的光譜向我們展示，在融合過程中產生了一個巨大的高爐。在這個高爐內，大量的金元素和其他的重元素被制造出來。現(xiàn)在，我們知道宇宙中那么多的金元素是哪兒來的了。

您對未來有什么展望？

? 引力波天文學才剛剛起步。首先我們想要獲取更多的引力波信號，當然我們也會接收到許多其他的信號。如果能夠發(fā)現(xiàn)那些我們至今還沒意識到其存在的信號將會令人興奮。我個人希望能在我有生之年聽見來自宇宙大爆炸的聲音。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. planet- Lexer

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2.天文學名詞

3.原文來自：https://www./technik/weltraumforschung/astronomie/interview-danzmann-100.html

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