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如何看待LIGO在2017年10月16日宣布的引力波最新探測(cè)結(jié)果?

晚上10點(diǎn),準(zhǔn)確的結(jié)果才能知曉,不過(guò)據(jù)信,應(yīng)該是通報(bào)LIGO觀測(cè)到兩個(gè)中子星的合并。

如果LIGO的最新成果是觀測(cè)到雙中子星合并的話,其科學(xué)意義將是巨大的。

用伊利諾伊大學(xué)厄巴納香檳分校(University of Illinois at Urbana)的天體物理學(xué)家Stuart Shapiro說(shuō)的話可以理解LIGO最新成果的意義:如果雙子星合并事件被最終確認(rèn),這樣的探測(cè)則標(biāo)志著天文學(xué)的一個(gè)新時(shí)代即將到來(lái):在這個(gè)時(shí)代,傳統(tǒng)的望遠(yuǎn)鏡都可以看到現(xiàn)象,也可以“聽(tīng)到”在時(shí)空結(jié)構(gòu)上的振動(dòng)。在我們的理解中,這將是一個(gè)不可思議的進(jìn)步。

中子星是宇宙中除黑洞以外,最為奇特的天體,它的性質(zhì)跟黑洞很像,因此中子星俗稱“黑洞的兒子”。中子星是恒星演化到末期,經(jīng)由引力坍塌發(fā)生超新星爆炸之后,其組成物質(zhì)中的電子并入質(zhì)子成為中子,最終成為直徑只有約十公里,質(zhì)量卻有太陽(yáng)數(shù)倍的致密星體。中子星密度極高,每立方厘米的質(zhì)量高達(dá)數(shù)十億噸。

中子星合并與黑洞合并主要有如下區(qū)別:

一、與黑洞相比,由于中子星的質(zhì)量較小但體積較大,它們發(fā)射的引力波信號(hào)幅度較小,也就是說(shuō),因?yàn)殡p中子星合并所產(chǎn)生的信號(hào)強(qiáng)度相對(duì)較弱,我們必須要找到比雙黑洞距離地球更近的雙中子星,才能一窺其真容。要想獲得同雙黑洞合并相同幅度的信號(hào),合并的雙中子星與地球的距離要比雙黑洞的距離小近10倍。

二、兩個(gè)致密中子星的合并應(yīng)該會(huì)有光學(xué)(電磁波)對(duì)應(yīng)體產(chǎn)生,這也與兩黑洞合并完全不同。人類對(duì)于電磁波的探測(cè)技術(shù)非常成熟,因此本次引力波事件,全球多家天文機(jī)構(gòu)同時(shí)觀測(cè)到了對(duì)應(yīng)的千新星事件與伽馬暴事件。電磁波對(duì)應(yīng)體的精確定位,能夠讓科學(xué)家們了解雙子星對(duì)并合與周圍電磁場(chǎng)、星系介質(zhì)等有更多的認(rèn)識(shí)。值得一提的是中國(guó)南極巡天望遠(yuǎn)鏡AST3合作團(tuán)隊(duì)利用正在中國(guó)南極昆侖站運(yùn)行的第2臺(tái)望遠(yuǎn)鏡AST3-2對(duì)GW 170817開(kāi)展了有效的觀測(cè),期間獲得了大量的重要數(shù)據(jù),并探測(cè)到此次引力波事件的光學(xué)信號(hào)。

今年是中子星發(fā)現(xiàn)50周年,本次引力波探測(cè)事件的發(fā)布可說(shuō)是錦上添花。從科學(xué)層面考量,這一事件的探測(cè)暗示著雙中子星并合事件的發(fā)生幾率比此前預(yù)計(jì)得可能更為樂(lè)觀??梢灶A(yù)見(jiàn),對(duì)中子星并合事件的引力波探測(cè)和其它研究工作還將繼續(xù),并在未來(lái)獲得更多令人可喜的科學(xué)成果。

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