重力波:愛因斯坦的最後預言(中)

重力波:愛因斯坦的最後預言(中)
Photo Credit: AP / 達志影像

我們想讓你知道的是

重力波的發現,除了是愛因斯坦廣義相對論的一個漂亮驗證、完美地證實了他的最後一個預言外,對人類科學發展還有非常重要的意義。

續上文《重力波:愛因斯坦的最後預言(上)

2016年2月11號香港時間2330,美國激光干涉重力波天文台(LIGO Lab)舉行了記者會,發表了已經經過同儕審查的重力波存在的直接證據。愛因斯坦在100年前發表的廣義相對論的所有預測,終於全部被天文觀測證實。是次發現的重力波,在LIGO升級完成成為aLIGO之後就立即探測到了。

LIGO Lab於2015年9月14號09:50:45.391 UT探測到一個重力波,代號G184098。aLIGO探測器共有兩個,分別位於路易斯安那州和華盛頓州,相距3,002公里。因此同一個重力波會在不同時間抵達兩個aLIGO探測器,使用三角測距法就能夠計算出其波源距離地球有多遠。

經過計算,G184098位於銀河系外非常遙遠的地方,其重力波以光速穿越宇宙大約13億年,在2015年9月14號到達地球。LIGO Lab分析G184098的訊號,發現其頻率與波幅都隨時間上升,然後突然消失。使用超級電腦對比愛因斯坦方程式的模擬,我們能夠確定G184098的訊號是黑洞雙星系統產生的,即兩個恆星質量的黑洞互相公轉、最後結合。

LIGO研究團隊指出,這兩個黑洞的質量大約各為30倍太陽質量。兩個黑洞結合時輸出的功率,是全宇宙所有恆星的總和的50倍!不過因為黑洞結合時間極短,所以釋放出的總能量「只有」3個太陽質量,即是把5, 970, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 (5.97×1030)公斤的質量一起變成能量。嗯,自己使用E=mc2計算吧……

Caltech Ligo 模擬黑洞合併影片截圖

Caltech Ligo 模擬黑洞合併影片截圖

重力波的發現,除了是愛因斯坦廣義相對論的一個漂亮驗證、完美地證實了他的最後一個預言外,對人類科學發展還有非常重要的意義。400年前,伽俐略首先用望遠鏡看向宇宙,開創了天文觀測的新一頁。400年之間,人類打開了從可見光到紅外線、微波、射電、紫外線、X光、伽瑪射線等所有電磁波天文學,發現了許許多多前所未見的事物。誰又能夠預計重力波天文學會把什麼有趣和新奇的物理帶給我們看?

在廣義相對論發表100週年的今天,容許我們再次向愛因斯坦致敬:愛因斯坦教授,你的理論是正確的。

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本文獲授權載,原文見作者博客

責任編輯︰鄭家榆
核稿編輯︰周雪君


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