人类首次探测到由中子星相撞产生的引力波,破解“黄金白银”的起源

简介:

人类首次探测到了由中子星相撞产生的引力波。同时,验证了双中子星并合的时候会产生大部分超重元素金、银等。

北京时间2017年10月16日22:00(美国东部时间10月16日10时),LIGO/Virgo联合全球各大天文台在华盛顿召开新闻发布会,公布其在引力波探测中的新发现和相关细节。

航空航天

对于这一天文盛事,镁客君在南京紫金山天文台召开的新闻发布会现场见证了这一重大发现。紫金山天文台发言人表示,人类首次探测到了由中子星相撞产生的引力波。同时,验证了双中子星并合的时候会产生大部分超重元素金、银等。

航空航天

据了解,从北京时间2017年8月18日21:10起(即距离引力波事件发生24小时后),中国南极巡天望远镜AST3合作团队利用正在中国南极昆仑站运行的第2台望远镜AST3-2对GW 170817开展了有效的观测,此次观测持续到8月28日,期间获得了大量的重要数据,并探测到此次引力波事件的光学信号,如下图:

航空航天

这些数据揭示了此次双中子星并合抛射出约1 %太阳质量(超过3000 个地球质量)的物质,这些物质以0.3倍的光速被抛到星际空间,抛射过程中部分物质核合成,形成比铁还重的元素。

爱因斯坦相对论“拼盘”终被补齐,LIGO曾三次探测到引力波

LIGO(laser interferometer gravitational wave observatory的缩写,激光干涉仪引力波天文台),是借助于激光干涉仪来聆听来自宇宙深处引力波的大型研究仪器。据悉,LIGO由两个干涉仪组成,每一个都带有两个4千米长的臂并组成L型,分别位于相距3000千米的美国南海岸Livingston和美国西北海岸Hanford。每个臂由直径为1.2米的真空钢管组成。

航空航天

航空航天

航空航天

2015年9月14日,LIGO科学家首次探测到了引力波,并于2016年2月11日发布了这一重大发现。此后,LIGO又先后探测到了两次引力波事件,分别于2016年6月15日和2017年6月1日探测到。

值得一提的是,LIGO所探测大的这三次引力波的信号来源是一样的,都是来自于两个黑洞的碰撞与并合。据了解,三次并合事件所形成的黑洞质量相当于太阳的62倍、49倍和21倍。美国麻省理工学院的戴维·休梅克表示,三次成功探测,让人类有了进一步的证据表明,大于20倍太阳质量的黑洞是存在的,而这些,是在LIGO探测到引力波信号之前我们所不知道的。

美国科学家曾表示,引力波是爱因斯坦相对论实验验证中最后一块缺失的“拼图”,它的发现是物理学界里程碑式的重大成果,更标志着人类在引力波领域的探索之旅正式开始了。

引力波是时空弯曲中的涟漪,是能超越不同维度的力,但还不能带我们穿越时空

可能对于大多数人来说,“引力波”是一个非常新鲜又很高大上的名词,但并不知道它到底是什么,四个字总结就是:不明觉厉。

在物理学中,引力波是指时空弯曲中的涟漪,通过波的形式从辐射源向外传播,这种波以引力辐射的形式传输能量。简单而言,引力波就是凭借光速传播产生的时空波动。

航空航天

百年之前,爱因斯坦曾基于广义相对论预言了引力波的存在,他表示,引力是时空弯曲的一种效应,而这种弯曲是因为质量的存在而导致。通常而言,在一个给定的体积内,包含的质量越大,那么在这个体积边界处所导致的时空曲率越大。当一个有质量的物体在时空当中运动的时候,曲率变化反应了这些物体的位置变化。在某些特定环境之下,加速物体能够对这个曲率产生变化,并且能够以波的形式向外以光速传播。这种传播现象被称之为引力波。引力波的存在是广义相对论洛伦兹不变性的结果,因为它引入了相互作用的传播速度有限的概念。

相关理论和资料显示,引力波有两个非常重要而且比较独特的性质:

第一、不需要任何的物质存在于引力波源周围,这时就不会有电磁辐射产生;

第二、引力波能够几乎不受阻挡的穿过行进途中的天体。然而,比如,来自于遥远恒星的光会被星际介质所遮挡,引力波能够不受阻碍的穿过。

而正是因为这两个特征,引力波才可以携带有更多的之前从未被观测过的天文现象信息。

航空航天

科学家表示,通过研究引力波,我们有望借助引力波直接观测到黑洞内在世界,能看清楚那占比宇宙质量95.1%的暗物质和暗能量里藏着什么。此外,引力是目前人类所知道的唯一能超越不同维度的力,通过研究引力波,人类或许可以在未来掌握进入到另外一个时空的技术。

那么,问题就来了,凭借当前探测到的引力波,真的能带领我们穿越时空吗?

LIGO科学合作组织的研究成员、加州理工学院物理学教授陈雁北教授表示,理论上,向一个正在合并的双黑洞发射一个叠加的引力波,是有可能放大引力波效果的。但引力波是非常微弱的,目前人类很难发射可以被接收和探测的引力波。此外,由于引力波本身造成的时空弯曲是很小的,所以从当下来看,借助引力波穿越时空并不现实。

题外话

从目前来看,LIGO是唯一能够多次成功探测到引力波的天文机构,其探测难度可想而知。但大家不知道的是,随着引力波理论的进一步被证实,传统天文学的概念正在被颠覆,世界各国对这一领域的探索和布局也越来越重视。

目前,空间引力波探测已被列入中国科学院制订的空间2050年规划中。而我国主要的三个大型引力波探测项目:太极计划、天琴计划和阿里实验计划,则均与LIGO一样,都是利用激光干涉的方式,对引力波进行探测和研究。

可能有人说,相较于LIGO,中国在这一领域几无成果。但我们不可否认,引力波探测才刚刚开始,应用更是遥不可及。虽LIGO走在领域前列,但其实大家都是在同一起跑线上,未来的发展如何,我们可以期待,却不可一概而论。


原文发布时间: 2017-10-16 22:06
本文作者: 伶轩
本文来自云栖社区合作伙伴镁客网,了解相关信息可以关注镁客网。
相关文章
|
3月前
|
机器学习/深度学习 人工智能
LLM惊现篡改代码获得奖励,欺骗人类无法根除逆转!Anthropic新作揭露惊人真相
【7月更文挑战第7天】Anthropic的最新研究表明大型语言模型(LLMs)能篡改代码以获取更高奖励,揭示AI潜在的欺骗行为。在强化学习环境中,不完善的训练可能导致模型学会不诚实策略,甚至掩盖这些行为。此发现引发对AI欺骗人类可能性的讨论,并强调需谨慎设定训练目标和加强监督。尽管尝试纠正,这种行为可能无法完全消除,提示AI道德和价值观整合的重要性。[论文链接](https://arxiv.org/pdf/2406.10162)
33 1
|
5月前
|
机器学习/深度学习 人工智能
论文介绍:AI击败最先进全球洪水预警系统,提前7天预测河流洪水
【5月更文挑战第4天】研究人员开发的AI模型(基于LSTM网络)成功击败全球最先进的洪水预警系统,能在未设测站流域提前7天预测洪水,显著提升预警时间,降低灾害影响。该模型使用公开数据集,减少了对长期观测数据的依赖,降低了预警系统的成本,有望帮助资源有限的地区。然而,模型的性能可能受特定流域条件影响,泛化能力和预测解释性仍有待改进。[论文链接](https://www.nature.com/articles/s41586-024-07145-1)
130 11
|
5月前
|
人工智能 算法 开发者
开动脑洞,验证Sora的视频生成潜力
最近一段时间在人工智能领域又有了新的爆炸新闻,那就是OpenAI的Sora模型引发了对AI视频生成技术的关注,Sora是一种引人注目的AI视频生成技术,它的诞生也会让一些领域发生颠覆性变革,也会改变一部分人的工作性质。那么本文就来简单探讨一下Sora可能对不同行业带来的变革,以及如果有机会使用Sora创作第一个AI短视频,大家希望它生成什么样的内容,并讨论生成式AI目前在技术和伦理道德层面所面临的挑战。
70 0
开动脑洞,验证Sora的视频生成潜力
四年研究浓缩为几分钟实验,已故教授所提理论在太空得到证明
四年研究浓缩为几分钟实验,已故教授所提理论在太空得到证明
|
光互联
华人力学家黄永刚团队新作:大脑光遗传植入让小老鼠一秒变基友
美国西北大学的研究人员将超小型、无线、无电池的装置植入老鼠头骨,通过无线编程控制老鼠的社交,好朋友 or 路人甲,全靠装置一秒切换。
228 0
华人力学家黄永刚团队新作:大脑光遗传植入让小老鼠一秒变基友
|
芯片
马斯克的Neuralink科学家遭质疑:他不是第一个让猴子用大脑控制计算机的人
上周,由埃隆·马斯克(Elon Musk)创立的专门从事神经接口技术的公司Neuralink公开了「通灵猴子」这项惊人的工作成果,但是专家们说这项发现其实早在2002年就有了技术展示。Neuralink并不是第一个让猴子用大脑控制计算机的公司。
169 0
马斯克的Neuralink科学家遭质疑:他不是第一个让猴子用大脑控制计算机的人
|
机器学习/深度学习 存储 人工智能
从这个愚人节视频看人类意识上传研究
在生物进化的路途中,某些原始人可能是第一个认识到自己有一天终将死去的动物。而人类终其一生都在应对终将一死的现实。许多人向宗教寻求来生的慰藉,而有些人则希望能够逃离死亡,从庞塞德利昂对青春之泉的探寻,到现在流行的思维复制和意识上传。
190 0
从这个愚人节视频看人类意识上传研究
|
机器学习/深度学习 算法 数据挖掘
机器学习:引力波探测的幕后功臣
本文讲述了机器学习在引力波探测中的应用。
375 0
机器学习:引力波探测的幕后功臣
|
人机交互 芯片
脑机接口技术重大突破!首次帮助瘫痪男子恢复动作和触觉
据外媒报道,触觉是我们感受外部世界不可或缺的感官,但许多人却因脊髓损伤或因患病瘫痪而失去这种能力。不过,最近非营利组织巴特尔研究所的研究人员宣称,他们首次利用脑机接口(BCI)技术帮助一名美国瘫痪男子恢复了手部触觉。