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地球人,欢迎来到“引力波”时代
新闻作者:本报整理  发布时间:2016年02月16日  查看次数:  放大 缩小 默认
  农历初五又称“破五”,是中国传统迎财神的日子。但2016年的这一天,不仅中国,全世界的物理学界都沸腾了,仿佛迎来了它们的“财神”——阿尔伯特·爱因斯坦一百多年前预测了“引力波”的存在,经过科学家几十年的苦苦追寻,首个位于地球之外13亿光年的引力波源GW150914终于被人类直接探测到!
  
什么是“引力波”
  “引力波”其实就是一种能量,宇宙浩瀚无比,无论在哪发生点什么事,都会一波一波传出去。如这次的“引力波”,就是在遥远的天边,两个星球合体,咣一声撞出来的能量,吭哧吭哧散发到宇宙中。
  经典爱情片 《泰坦尼克号》中,杰克和露丝之所以会互相吸引,除了因为爱,还因为质量。在爱因斯坦的描述中,有质量的物体会使它周围的时空发生扭曲,物体的质量越大,时空就扭曲得越厉害。
  太阳和地球的关系也是一样的道理,只不过太阳比地球质量大得多,造成的时空扭曲也更大,所以看上去地球在绕着太阳旋转——按照广义相对论的思路,“引力”只是时空扭曲必然带来的现象。
  那么,当有质量的杰克和有质量的露丝加速跳起转圈舞的时候,他们周围的时空会发生什么?起伏,震颤,波浪……你可以用各种各样的词形容你看到的“时空扰动”。这种变化以波的形式向外传播,用听起来很厉害的说法讲,就是“引力波”,换文艺点的说法讲,就是“时空的涟漪”。
  这股能量跑了好多亿年,终于来到了地球,经过了地球和你,于是你的时间和空间发生畸变抖动,具体表现是,你忽胖忽瘦,忽快忽慢。
  
“引力波”能做的,超乎你想象
  如果一串“引力波”迎面通过你,那么变高变瘦、变矮变胖对于你而言将不再是梦想,因为你会不断发生拉伸和压缩。
  “引力波”还有一个特别令人着迷的特点:高冷。假设有一列“引力波”以平面波形式传播,那么它能在真空的宇宙空间中不带任何衰减地永远传递下去。只有碰到物质,比如半路迎来了一个你,它才可能会和你发生相互作用,而你能吸收一部分“引力波”携带的能量。
  “引力波”可以被用作窥探宇宙深处的工具。正如露丝的裙裾甩出的香水味可以透露她不属于三等舱,“引力波”也携带着关于波源的信息。如果人类能够截获这些信息,我们将能够利用全新的手段来研究黑洞、中子星等各种天体,弄清发生在宇宙彼端的故事。
  更重要的是,由于有几乎不衰减的特性,它能帮我们洞悉整个宇宙的起源。“引力波”的存在一经证实,我们将以前所未有的方式看到塑造宇宙的力量。
  
为何又是美国人拔得头筹
  “引力波”的发现,毫无疑问是人类的骄傲。但不得不承认的是,在探测“引力波”的竞赛上,还是美国人拔得了头筹——探测到“引力波”的两个LIGO项目装置都位于美国,主导这一项目的科学家也都是美国人。去年有好几个天文学重大事件,包括发现1400光年外的“另一个地球”、“新视野号”抵达冥王星、以及NASA确认火星上有液态水等等,都是美国人的杰作。
  美国科学家之所以能够说服公众,花费巨额税款去观察10亿光年之外、与人们生活毫无关系的黑洞融合所发射出的“引力波”,与他们平时注重与公众互动,并保持公众对科学研究特别是对基础研究的兴趣分不开。比如主导“引力波”项目的天体物理学家之一的基普·索恩,他在热门电影《星际穿越》中担任科学顾问,电影所展示的雄奇瑰丽的黑洞、虫洞,主要就来源于索恩的设想。索恩善于向他人展示在引力物理和天体物理学领域的令人兴奋并且重要之处,不仅是面向学术界,同时也能够让大众了解。
  常有人说,如果这些基础研究不能带来更快的汽车和更好用的电器,又有什么意义呢?美国西北大学的Heidi Schellman教授曾经做过一个比喻:一个人突然想去攀登珠穆朗玛峰,这件事本身确实不会直接对其他人的生活产生影响,但是,抓绒衣和防水材料一开始却是为专业的登山者发明,并逐渐降低价格而被广泛使用的。
  因此,中国一流的科学家们也可以主动走出来,与媒体以及文化产业合作,引起公众对基础科学的兴趣。
  (据腾讯评论《今日话题》、《三湘都市报》)
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