2017年物理诺奖给了引力波发现者
长江网-武汉晚报
据新华社电 瑞典皇家科学院3日宣布,将2017年诺贝尔物理学奖授予美国科学家雷纳·韦斯(右图左一)、巴里·巴里什(左二)和基普·索恩(右一),以表彰他们为发现引力波作出的贡献。
爱因斯坦的广义相对论在百年前就预言了引力波的存在,但科学界长期没能探测到它。这些科学家创建和运行的“激光干涉引力波天文台”(LIGO)项目在2015年9月第一次探测到引力波存在。
评选委员会说,LIGO项目集纳了全球1000多名科学家的努力,而这三名获奖者发挥了至关重要的作用。韦斯在约40年前提出了探测引力波的方法,巴里什和索恩也在科学和管理等方面有巨大贡献。
诺贝尔物理学奖评选委员会成员安德斯·伊勒贝克说,近半个世纪以来,科学界逐渐认可了引力波的存在,但直到2015年,人类才第一次真实地探测到引力波,这是此次获奖者所作贡献的价值所在。他说,引力波为人类探索宇宙提供了全新的观察方法,未来可能会有更多新的发现。
今年诺贝尔物理学奖的奖金共900万瑞典克朗(约合110万美元),韦斯将获得其中一半,巴里什和索恩将共享另一半。
证实“引力波”,
让长期只有眼睛的天文学,终于有了耳朵
时间和空间会在质量面前弯曲,时空在伸展和压缩的过程中,会产生振动传播开来,这些振动就是引力波。
早在1915年,爱因斯坦在广义相对论的基础上提出了引力波的存在,并预言强引力场事件可产生引力波,比如黑洞合并、脉冲星自转以及超新星爆发等。
然而,即使是像黑洞这样巨大质量的系统相互碰撞、合并,产生的引力波信号传递到地球上也是很微弱的。就连爱因斯坦本人也想象不到,能通过怎样的方法探测到引力波。
为“捕获”引力波,美国国家自然科学基金会于上世纪90年代在路易斯安娜州利文斯顿和华盛顿州汉福德各建造了一个激光干涉引力波天文台(LIGO)。在利文斯顿的干涉仪有一对封闭在1.2米直径真空管中的4公里长的臂,而在汉福德的干涉仪则稍小,只有一对2公里长的臂。
这两台LIGO干涉仪在一起工作构成一个观测所。这是因为激光强度的微小变化、微弱地震和其他干扰都可能看起来像引力波信号,如果是此类干扰信号,其记录将只出现在一台干涉仪中,而真正的引力波信号则会被两台干涉仪同时记录。
所以,科学家可以对二个地点所记录的数据进行比较得知哪个信号是噪声。来自加州理工学院、麻省理工学院等90多所高校的1000多名科学家参与LIGO的日常探测和研究。
LIGO的创始者之一、麻省理工学院物理学教授雷纳·韦斯说:“引力波的发现漂亮地印证了爱因斯坦在100年前的预言。如果我们有机会告诉他这件事,我真想看看他脸上的表情。”
在哥伦比亚大学物理学教授绍博尔齐·马尔卡看来,人类此前的天文学发现都好似“眼睛”,而引力波的发现意味着人类长了“耳朵”。他表示,引力波携带大量信息,它的发现可帮助科研人员更好地了解黑洞。
在天文学几百年来的发展过程中,人们观测宇宙的主要手段是观测光,也就是说几乎所有天文实验都是在收集光子。而根据标准宇宙大爆炸理论,大爆炸之后约40万年,光子、电子及其他粒子混在一起,宇宙处于晦暗的迷雾状态,光无法穿透。
而引力波则不同,它诞生在宇宙大爆炸之初并以光速传播。从事引力波研究多年的美国亚利桑那州立大学理论物理学家劳伦斯·克劳斯认为,引力波被测量到,意味着人们可以通过引力波而一直追溯到大爆炸之后仅仅10的负35方秒的极早时期,同时引力波也可以作为另一种观测宇宙的手段。引力波天文学这门新学科的大门也由此打开。
学界普遍认为,引力波的发现是物理学和天文学的一项重大突破。它开启了人类探索宇宙的一扇大门,甚至可能揭开宇宙诞生早期的奥秘。据新华社