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2017年诺贝尔物理学奖公布 三位科学家因引力波获奖

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时间:2017-10-03 23:30:12 来源:科联网
[导读]10月3日消息,继昨天诺贝尔生物学奖之后,今天正式公布了诺贝尔物理学奖的获得者, Rainer Weiss, Barry C Barish and Kip S Th

10月3日消息,继昨天诺贝尔生物学奖之后,今天正式公布了诺贝尔物理学奖的获得者, Rainer Weiss, Barry C. Barish and Kip S. Thorne,通过Ligo(激光干涉仪)首次探测到引力波,初始的LIGO设备仅仅是在麻省理工的一个课堂练习,由Rainer Weiss(现是麻省理工已退休的物理教授)最早提出。

引力波最初的发现是在2015年底,2016年初宣布,今年9月27日,在意大利都灵召开的G7峰会科学部长分会上,美国自然基金委员会主任France Cordova宣布了第四次引力波的重大发现,而且科学家首次得到了引力波的3D波形图。这项重大发现在诺贝尔奖颁发前宣布意义非同一般。不过由于双中子星合并产生的引力波更加复杂,存在不确定性,因此在这次的引力波发布会上,官方没有公布消息。

引力波最早是在100多年前由爱因斯坦预测提出,是时空(Spacetime)中的一种波形,产生于宇宙中最奇怪的地方——比如时间最初起源的时候黑洞的边缘。所以找到引力波,就好像是打开了宇宙空间的另一扇窗,能够帮助人类找到更好的方法去观测巨大的、诡异的物质,比如无尽的黑洞以及星球的爆炸。

科学家花了半个世纪搜寻引力波,但是一直没找到,但是他们相信引力波的存在,因为这是爱因斯坦的理论。引力波成为世界自然科学中最大的一块缺失的拼图。谁能发现他,谁就一定能够得到诺贝尔物理奖。

直到近期,科学家使用了先进的Ligo(激光干涉仪)大型探测器进行引力波的探测实验。2015年9月,美国位于华盛顿州Hanford和路易斯安那州Livingston的两台Ligo探测器完成升级,刚刚开始运行的几分钟时间内就幸运地探测到了第一例编号为GW150914的引力波,这一发现被称作“上帝的礼物”。

引力波的最终发现

2015年9月14日,宇宙中的引力波首次被人类探测到。引力波由爱因斯坦在百年之前首次预言,而人类首次检测到引力波信号来自两个遥远黑洞之间的碰撞。这一信号在宇宙中运行13亿年之后才最终抵达地球,并被美国的LIGO探测器检测到。

当这一信号抵达地球时,其强度极其微弱,但它的发现已经掀起了一场物理学界的全新变革。引力波使我们观察宇宙事件并检测我们知识极限的全新手段。

LIGO的全称是“激光干涉引力波天文台”,这是一个由来自20多个国家的上千名科学家们共同参与的大型合作项目。这些科学家们通力合作,实现了一项延续超过半个世纪的梦想。2017年度诺贝尔奖的获奖人,以他们的热情和决心,每一个都成为了实现LIGO的成功背后不可或缺的关键人物。莱纳·魏斯,巴里·巴里什和基普·索恩领导了整个项目的推进直到完成,确保了40多年的努力最终结出硕果,获得了首次引力波探测的成功。

在上世纪1970年代,莱纳·魏斯便开始着手分析在引力波探测中背景噪音可能会对探测结果造成的影响,并亲自设计了一种基于激光干涉原理,能够过滤掉噪音的引力波探测器。而从一开始,莱纳·魏斯和基普·索恩两人便确信,引力波是可以被探测到,并将给我们关于宇宙的知识带来重大冲击。

根据爱因斯坦的广义相对论,引力波以光速传播,荡漾宇宙。当一个质量体加速时就会产生引力波,就像一位滑冰者做出转圈动作,或者两个黑洞相互快速绕转。然而爱因斯确信引力波的信号将是不可能被探测到的。LIGO项目组使用两台巨大的激光干涉设施进行极为精确的测量,足以测出引力波通过时产生的一个原子核直径数千分之一的微小变化。

截至目前,所有电磁辐射和粒子,如宇宙射线和中微子等,都已经被用来探索宇宙。然而,引力波是时空本身存在扰动的直接证据。这是一种全新的、不同的东西,为人类开启了完全陌生的世界。对于能成功捕捉引力波并翻译其中信息的研究者来说,这意味着无数新颖的发现等待着他们。

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