日报

人类第二次探测到引力波,来自14亿光年外的双黑洞并合

刊登于 2016-06-16

2016年2月11日,华盛顿, LIGO 项目团队举行记者会公布正式发现重力波。
2016年2月11日,LIGO 项目团队首次公布探测到引力波。

继今年2月美国 LIGO(Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory)科学合作组织宣布首次直接探测到引力波后,当地时间6月15日,该组织宣布再次直接探测到引力波。

此次引力波事件发生于2015年12月26日,因此被命名为 GW151226,也因日期与圣诞节翌日的节礼日(Boxing Day)重合而被称为“节礼日事件”。

与首次探测到的引力波事件 GW150914 一样,此次探测到的引力波也来自14亿光年外的双黑洞并合(coalescence),但两个黑洞的质量仅分别为太阳质量的14倍和8倍,远低于前次两个黑洞分别是太阳质量的36倍和29倍;且此次引力波持续时间长达1秒,高于前次的0.2秒。相关结果被发表在物理评论快报(Physical Review Letters)上。

有分析认为,此次探测到引力波使得之前的探测结果不再是孤证,且10倍左右太阳质量的黑洞在银河系中更为广布,预计之后会有更频繁地探测成果,将对人类测算宇宙膨胀等课题带来帮助。此外,科学家们也将能通过样本统计方法研究双星演化过程以及双中子星、双黑洞的相对数目及其产生机制,推动引力波统计研究的发展。

这表明第一次探测不是侥幸成功,也表明宇宙中黑洞并合且产生引力波的现象很多、很规律。

LIGO科学合作组织成员、加迪夫大学(Cardiff University)教授 Bernard Schutz

除已确认的两次引力波事件外,LIGO 还探测到了一次疑似的引力波事件,发生于2015年10月,也可能是由双黑洞并合所引起。

LIGO 科学合作组织表示,在最初探测的几个月内,LIGO 的探测器已表现出足够的灵敏度,大约能达到每两个月探测到一次事件的频率。

该组织还宣布,新一轮探测期将在今年秋季启动,届时 LIGO 探测器的灵敏度将会更高,希望能探测到更多黑洞甚至双中子星等其他天体并合产生的引力波。届时,另一个由法国、意大利等国家科学家组成的科学合作组织 Virgo 的探测器也将加入探测。

此外,欧洲航天局(European Space Agency)近日表示,把引力波探测平台送入太空已成为可能。相比地球上的探测平台,太空中的探测平台能探测到的引力波频率范围更广,例如能探测到质量是太阳几亿倍的黑洞并合后所产生的引力波。

9~240
LIGO根据已有观测数据估算,每立方 Gpc(Gigaparsec per cubic,1 Gpc = 326亿光年)的宇宙空间内每年有9到240次黑洞并合发生。

声音

第一个引力波事件来自于两个30倍左右太阳质量的黑洞,而那种黑洞以前我们所知甚少。但是10倍左右太阳质量的黑洞在银河系和附近的星系内很常见,这就让以前有人对第一个引力波探测事件的可信性的少许怀疑彻底消失了。

中国科学院高能物理研究所研究员张双南

(现有引力波观测装置)能探测到的引力波源数量有限。按照目前的探测器灵敏度来推断,一个月只能探测到约1个源,所以需要较长时间才能形成有意义的统计样本。

清华大学天体物理中心主任毛淑德

引力波

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。1916年,爱因斯坦基于广义相对论预言了引力波的存在。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。相比之下,引力波不能够存在于牛顿的经典引力理论当中,因为牛顿的经典理论假设物质的相互作用传播是速度无限的。 (资料来自百度百科)

来源:LIGO网站BBC微信公众号:知识分子微信公众号:赛先生

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