千新星事件，能利用引力波預(yù)測嗎，又如何使生命成為可能？
中子星碰撞如何使地球充滿黃金和其它貴金屬
十萬年一遇的千新星事件，怎么使生命成為可能，能夠推翻廣義相對論嗎？
它還扼殺了一些關(guān)于引力的其它想法！
一位藝術(shù)家描繪的一團富含重金屬的殘骸，它圍繞著正在合并的中子星。（圖象來源：NASA戈達德太空飛行中心/CI實驗室）
保羅·M·薩特（Paul M。Sutter）是紐約州立大學石溪分校（SUNY Stony Brook）和弗萊提榮研究所（the Flatiron Institute）的一名天體物理學家、《詢問宇航員》（Ask a Spaceman）和《太空無線電廣播》（Space Radio）的主持人以及《如何在太空死亡》（How to Die in Space）的作者。
宇宙非常擅長把東西撞擊在一起。各種東西都會發(fā)生碰撞——恒星、黑洞和被稱為中子星的超高密度物體。
當中子星這樣做時，碰撞會釋放出大量生命所需元素。
讓我們來探索天文學家是如何利用時空結(jié)構(gòu)中的細微漣漪來證實碰撞中子星使生命——如我們所知的那樣——成為可能。
在宇宙歷史上，幾乎所有的東西都在某個時刻發(fā)生過碰撞，所以天文學家早就認為中子星——大恒星爆炸性死亡中產(chǎn)生的超高密度物體——也會碰撞到一起。但從約十年前開始，天文學家意識到中子星的碰撞會尤其有趣。
首先，中子星碰撞會伴隨著一次閃光而結(jié)束。它不會像大型恒星爆炸時發(fā)生的典型超新星那樣明亮。但是，天文學家預(yù)測中子星碰撞所產(chǎn)生的爆炸會比典型新星明亮約一千倍，因此他們將其命名為”千新星“——這個名字一直沿用至今。
顧名思義，中子星是由許多中子組成的。當你將一束中子置于高能環(huán)境中，它們會開始結(jié)合、轉(zhuǎn)化、分裂，并進行各種其它瘋狂的核反應(yīng)。
元素的誕生
因為所有的中子都在四處飛行并相互結(jié)合，以及核反應(yīng)所需的所有能量，千新星于是就成為了大量重元素產(chǎn)生的原因，這些重元素包括金、銀和氙。千新星和它們的近親超新星一起構(gòu)成了元素周期表，并產(chǎn)生了所有使巖石行星準備好容納生物有機體所需的元素。
2017年，天文學家目睹了他們的第一顆千新星。這一事件發(fā)生在距離地球約1。4億光年處，最初的預(yù)兆是：出現(xiàn)了一種特定模式的引力波（或時空漣漪）沖刷地球。
這些引力波是由激光干涉引力波天文臺（LIGO）和處女座天文臺（the Virgo observatory）探測到的，這兩個天文臺立刻通知天文學界，稱他們看到了明顯的時空漣漪，這只能意味著兩顆中子星發(fā)生了碰撞。不出兩秒，費米伽馬射線太空望遠鏡（the Fermi Gamma-ray Space Telescope）探測到了一次伽馬射線暴——一次短暫而明亮的伽馬射線閃耀。
隨著世界各地的天文學家在千新星事件中調(diào)試他們的望遠鏡、天線和軌道天文臺，在電磁譜的每個波長掃描它，一陣科學興趣紛來沓至?？傆?，全球大約三分之一的天文學界人士參與了這項工作。這也許是人類歷史上最為廣泛描述的天文事件，在最初兩個月發(fā)表了超過100篇關(guān)于該主題的論文。
千新星早就被預(yù)言了，但在每個星系每十萬年發(fā)生一次的概率下，天文學家并不真的指望這么快就能看到一顆。（相比之下，超新星在每個星系中每隔幾十年就會出現(xiàn)一次。）
此外，引力波信號的加入讓人們對事件本身有了前所未有的了解。在引力波和傳統(tǒng)電磁觀測之間，在中子星開始合并的那一刻起，天文學家就得到了完整的圖像。
這千新星單獨就產(chǎn)生了價值超過100個地球的純固態(tài)貴金屬，證實了這些爆炸在制造重元素方面很出色。
簡而言之，你珠寶中的黃金是由兩顆中子星碰撞所鍛造的，這場碰撞發(fā)生在太陽系誕生的很久以前。
修正引力之亡
但這不是千新星的觀測如此迷人的唯一原因。阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論預(yù)測引力波以光速傳播。但是天文學家長期以來一直在努力發(fā)展廣義相對論的拓展和修正，并且其中絕大多數(shù)的拓展和修正預(yù)測了引力波的不同速度。
在那次千新星事件中，宇宙為我們提供了一個完美的測試場所。來自千新星的引力波信號和伽馬射線暴信號在1。7秒之內(nèi)彼此抵達。但那是在引力波信號和伽馬射線暴信號旅行了超過1。4億光年之后。地球距離彼此很近，為了在如此漫長的旅程中抵達地球，引力波和電磁波必須以相同的速度傳播到百萬分之一的區(qū)域。
那一次測量比之前任何的一次觀測都要精準十億倍，因此消滅了絕大多數(shù)經(jīng)過修正的引力理論。
怪不得全球三分之一的天文學家都覺得這很有趣。
BY: Paul Sutter
FY: Tessa
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參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3.原文來自：https://www.space.com/neutron-star-collisions-gave-earth-precious-metals
本文由天文志愿文章組-Tessa翻譯自文章作者Paul Sutter的作品,如有相關(guān)內(nèi)容侵權(quán),請在作品發(fā)布后聯(lián)系作者刪除.
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