天上的引力波源主要有什么
引力波是通過望眼鏡等觀測儀器來發(fā)現(xiàn)的,到底天上的引力波源有哪些?下面是百分網(wǎng)小編整理的天上的引力波源介紹,希望對你有幫助。
天上的引力波源
引力波源于愛因斯坦建立廣義相對論以后的預(yù)言,即極端天體物理過程中引力場急劇變化,產(chǎn)生時空擾動并向外傳播。從LIGO在2015年9月14日首先發(fā)現(xiàn)雙黑洞并合產(chǎn)生的引力波事件以來,人們已探測到4例引力波事件。
昨日(2017年10月16日)發(fā)現(xiàn)的引力波事件不同于以往的雙黑洞并合,而是由兩顆中子星并合產(chǎn)生。這是人類首次同時探測到引力波及其電磁對應(yīng)體,印證了“雙中子星并合不僅能產(chǎn)生引力波,還能產(chǎn)生電磁波”的理論預(yù)言,因此有評論稱“正式開啟了引力波天文學(xué)時代”。
由于該引力波事件意義重大,天文學(xué)界使用了大量的地面望遠鏡和空間望遠鏡進行觀測。但在引力波事件發(fā)生時,僅有4臺X射線和伽馬射線望遠鏡成功監(jiān)測到爆發(fā)天區(qū),其中就有“慧眼”。
“慧眼”由中國國家國防科技工業(yè)局與中國科學(xué)院聯(lián)合資助建造,于2017年6月15日發(fā)射升空,目前仍處于試運行階段。“慧眼”不僅在引力波事件發(fā)生時成功監(jiān)測了引力波源所在天區(qū),還對其伽馬射線電磁對應(yīng)體(簡稱“引力波閃”)在百萬電子伏特(MeV)高能區(qū)的輻射性質(zhì)給出嚴格限制。
中國科學(xué)院高能物理研究所的專家解釋,比較4臺監(jiān)測到爆發(fā)天區(qū)的望遠鏡,“慧眼”在0.2—5MeV能區(qū)的.探測接收面積最大、時間分辨率最高。由于此次引力波閃極為暗弱,導(dǎo)致沒有望遠鏡在MeV能區(qū)探測到引力波閃,“慧眼”對引力波閃在MeV高能區(qū)的輻射性質(zhì)給出上限更顯可貴。因此,“慧眼”以合作組形式加入報告本次歷史性發(fā)現(xiàn)的論文。
需指出的是,“慧眼”原本的設(shè)計目標(biāo)是探測黑洞、中子星等銀河系內(nèi)的X射線天體,項目組通過創(chuàng)新使用望遠鏡輔助探測器,獲得探測伽馬暴及引力波閃的額外能力,使其成為國際上正在運行的最重要的伽馬射線暴監(jiān)測設(shè)備之一。
引力波是橫波還是縱波
引力波是橫波。
引力波:在物理學(xué)中,引力波是指時空彎曲中的漣漪,通過波的形式從輻射源向外傳播,這種波以引力輻射的形式傳輸能量。
引力波是橫波,在遠源處為平面波;有兩個獨立的偏振態(tài);攜帶能量;在真空中以光速傳播等。引力波攜帶能量,應(yīng)可被探測到。但引力波的強度很弱,而且,物質(zhì)對引力波的吸收效率極低,直接探測引力波極為困難。
最新引力波發(fā)現(xiàn)的意義
引領(lǐng)天文學(xué)時代正在到來。
2017年的諾貝爾物理學(xué)獎,頒給了3名為引力波探測作出重要貢獻的美國科學(xué)家。引力波天文學(xué)的時代正在到來。
吳雪峰、金志平等研究人員預(yù)測,下一個探測亮點應(yīng)該是中子星、黑洞合并產(chǎn)生的引力波事件。樂觀估計,這一激動人心的發(fā)現(xiàn)可能在未來一兩年內(nèi)就與人類見面。此外,白矮星等天體合并產(chǎn)生的低頻引力波、以及宇宙開端大爆炸產(chǎn)生的原初引力波,還有待進一步探尋。
在這個領(lǐng)域,中國近年來相繼提出“阿里計劃”“天琴計劃”和“太極計劃”,在陸地和空間探測中低頻和低頻引力波。
在“慧眼”的技術(shù)基礎(chǔ)之上,中國科學(xué)院高能物理研究所提出了專門探測引力波閃的引力波高能電磁對應(yīng)體全天監(jiān)測器項目(GECAM),并將其命名為“閃電”。
據(jù)熊少林介紹,“閃電”不僅能夠同時監(jiān)測全天隨機爆發(fā)的引力波閃,而且具有更低的探測閾值、更高的監(jiān)測靈敏度以及更好的定位能力,對引力波閃的綜合探測性能遠超現(xiàn)有望遠鏡。如能順利立項,這有望使我國在引力波電磁對應(yīng)體的探測研究上達到國際領(lǐng)先水平。
中科院紫金山天文臺研究員韋大明說:“引力波能幫人類洞悉整個宇宙的起源。如果找到合適的引力波,人們將有機會為大爆炸等一系列基本物理假設(shè)找到證據(jù)。到那時,人類會以前所未有的方式看到塑造宇宙的力量。”
理解引力波
在物理學(xué)中,引力波是指時空彎曲中的漣漪,通過波的形式從輻射源向外傳播,這種波以引力輻射的形式傳輸能量。在1916年 ,愛因斯坦基于廣義相對論預(yù)言了引力波的存在。引力波的存在是廣義相對論洛倫茲不變性的結(jié)果,因為它引入了相互作用的傳播速度有限的概念。相比之下,引力波不能夠存在于牛頓的經(jīng)典引力理論當(dāng)中,因為牛頓的經(jīng)典理論假設(shè)物質(zhì)的相互作用傳播是速度無限的。
各種各樣的引力波探測器正在建造或者運行當(dāng)中,比如 advanced LIGO(aLIGO)從2015年9月份開始運行觀測。
可能的引力波探測源包括致密雙星系統(tǒng)(白矮星,中子星和黑洞)。在2016年2月11日,LIGO科學(xué)合作組織和Virgo合作團隊宣布他們已經(jīng)利用高級LIGO探測器,已經(jīng)首次探測到了來自于雙黑洞合并的引力波信號。
2016年6月16日凌晨,LIGO合作組宣布:2015年12月26日03:38:53 (UTC),位于美國漢福德區(qū)和路易斯安那州的利文斯頓的兩臺引力波探測器同時探測到了一個引力波信號;這是繼 LIGO 2015年9月14日探測到首個引力波信號之后,人類探測到的第二個引力波信號 。
2017年10月16日,全球多國科學(xué)家同步舉行新聞發(fā)布會,宣布人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波,并同時“看到”這一壯觀宇宙事件發(fā)出的電磁信號。
探測引力波
全球多國科學(xué)家10月16日同步舉行新聞發(fā)布會,宣布人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波,并同時“看到”這一壯觀宇宙事件發(fā)出的電磁信號。
我國包括南極巡天望遠鏡AST3-2、國內(nèi)第一顆空間X射線天文衛(wèi)星慧眼望遠鏡在內(nèi)的多臺設(shè)備參與觀測引力波事件,我國科研人員還借助引力波光譜解開了宇宙中金、銀等超鐵元素的產(chǎn)生之謎。
美國東部時間8月17日8時41分(北京時間20時41分),美國“激光干涉引力波天文臺”(LIGO)捕捉到這個引力波信號。此后2秒,美國費米太空望遠鏡觀測到同一來源發(fā)出的伽馬射線暴。
全球約70個地面及空間望遠鏡從紅外、X光、紫外和射電等多個波段開展后續(xù)觀測。這其中,也包括中國架設(shè)在昆侖站的南極巡天望遠鏡AST3-2。身在南京的中科院南極天文中心的年輕成員胡鐳,是第一個注意到南極巡天望遠鏡AST3-2“有情況”的人。
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