北京時間2月11日晚11點30分,LIGO科學合作組織面向全社會宣佈,LIGO首次直接探測到引力波和首次觀測到雙黑洞碰撞與併合,科學家直接探測到了引力波!

關於科學界的大事件,科學家們怎麼看?果殼網第一時間訪問了數名專家學者,邀請他們給出業內人士的專業看法。

吳學兵:這是物理學史上最偉大的發現之一

吳學兵,果殼網科學顧問,北京大學科維理天文與天體物理研究所副所長。

40年堅持,終見成效!在不被人看好、極為困難的研究領域用不斷改進、持之以恆的實驗探測檢驗了基礎物理學最重要的預言之一引力波!這是物理學史上的最偉大發現之一。

曹俊:Barry應該獲諾貝爾獎

曹俊,果殼網科學顧問,粒子物理學家,中國科學院高能物理研究所研究員。

這次發現引力波,從5個月前就不停地有各種流言(現在不能說謠言了)。與其它流言不同,我們是比較相信這些流言為真的,因為LIGO升級後,它的靈敏度應該能在幾個月內看到信號,除非愛因斯坦錯了。

由於理論預言已久,這次發現不是顛覆性的發現,但仍然極為重要,就好象美洲你發不發現它都在那兒,但發現了,就是一片新大陸。

我相信它作為一種新的工具,將會帶來很多新發現。也許現在探測還比較勉強,但一旦找準方向,我們就知道如何提高技術,就象剛發現微波背景輻射、剛探測到中微子時一樣,剛開始好象探測還有點勉強,沒有帶來多少新東西,但未來會帶來很多,是一片新大陸。Barry應該獲諾貝爾獎。

吳詠時:這是物理學史上里程碑式的成就

吳詠時,猶他大學物理天文系終身教授。

廣義相對論是現代物理學時空理論的基礎。引力波是100年前愛因斯坦廣義相對論的一個核心預言,也是其實驗驗證中多年以來一塊最重要的缺失的『拼圖』。現在它被直接觀測到了,這是物理學史上里程碑式的重大成就,實驗物理學上的重大突破。

引力波體現了愛因斯坦理論和牛頓引力理論的一個基本差別:引力不是牛頓想像的超距作用,而是以有限的光速傳播的作用。這個差別,正是當年愛因斯坦要發展新引力理論的基本緣由:牛頓引力理論與狹義相對論相衝突。廣義相對論對引力波的預言,早於其直接觀測近一百年,展現了人類數學物理純理性思維的恢宏能力。

這次在雙黑洞融合事件中直接觀測到引力波,其波形與基於廣義相對論的大型數值模擬高度吻合。雙黑洞融合事件中,引力場極強且呈現高度非線性的特點。在這些條件下,牛頓引力理論已經完全失效,無能為力。正是在這些條件下,廣義相對論彰顯了「引力即時空幾何的彎曲」這一全新理論的無比威力。所以這次實驗又是對廣義相對論在強引力場中意義重大的新型的檢驗。

另一方面,這次實驗又可說是黑洞的直接觀測證據。一般而言,很難定義什麼是黑洞的直接觀測證據。黑洞是強引力場 -- 即時空極度彎曲 -- 造成的引力現象,而此前的黑洞觀測都是通過其附近的電磁現象進行的,或是對遠處弱引力場效應的觀測。這次引力波在雙黑洞融合事件中被直接觀測到,又和廣義相對論時空彎曲的大型數值模擬高度符合,我認為過去沒有、將來也不太可能有比這更直接的黑洞觀測證據了。

這次引力波的直接觀測,開闢了引力波天文學的新學科和新時代。有第谷纔有開普勒,有開普勒纔有牛頓。引力波天文學是否也會走相似的路子?雖然本次事例中沒有觀測到與廣義相對論不一致的地方,但它打開了一扇全新的窗口!堅持看下去,引力波天文學將會觀察到在天體物理和宇宙演化中有關強場引力的許多新現象,可能和暗物質、暗能量有關的有普遍意義的新經驗規律,提供基礎理論物理和早期宇宙學前沿發展的新動力。

李淼:愛因斯坦的預言被證實

李淼,果殼網科學顧問,中山大學天文與空間科學研究院院長。

毫無疑問,這是一項世紀發現,證實了愛因斯坦引力理論的最後一項預言。

這個發現開啟了物理學的引力波時代,引力波將從此由理論上的存在變成事實上的存在。這個發現僅僅是人類探測引力波的開端,因為這個發現僅僅限於可能輻射引力波很多種源中的一種,即合併的雙黑洞系統,且處於銀河系外。

這個發現將極大促進其他引力波探測實驗的發展。天文學在21世紀將進入引力波天文學時代。

劉彤傑:宇宙中的甚低頻信號隱藏著多少祕密?

劉彤傑,果殼網科學顧問,探月與航天工程中心二期工程總體部部長。

即便象我們這樣的工程師和管理者,也知道黑洞是科學領域前沿中的前沿,更何況是雙黑洞系引力波!這次引力波事件讓我驚嘆,宇宙中的甚低頻信號到底隱藏著多少祕密?原理雖然易懂,但實現相當艱難。祝願中國科學家也能不斷獲取頂尖成果。

孟新河:國內應基金人力技術立即跟上,全力追趕

孟新河南開大學物理科學學院教授,博士生導師,研究方向:引力、天體粒子物理和宇宙。

國內應基金人力技術立即跟上,全力追趕,它將是今後至少三十年的竟技場。另要立馬開展多學科聯合攻關,大力培養後繼人才。總之,是刻不容緩的真正大事。

楊宇光:未來航天技術在引力波探測中大有可為

楊宇光,果殼網科學顧問,中國航天科工二院二部研究員,國際宇航聯空間運輸委員會祕書。

未來航天技術在引力波探測中大有可為。空間低擾動、高真空、遠距離的探測條件,可以獲得更靈敏的探測能力,對增大探測能量級別比黑洞合併更低事件的意義更大。

王龑:天文學新時代的開啟

王龑,德國愛因斯坦研究所博士,StefanoBracciniThesisPrize獎獲得者,出版斯普林格圖書《First-stageLISAdataprocessingandgravitationalwavedataanalysis》。目前在西澳大學擔任研究助理教授,從事引力波理論及數據研究。

來自雙黑洞的引力波被引力波天文臺LIGO首次探測,標誌著引力波天文學新時代的開啟,人類將從全新的角度認識和聆聽未知的宇宙。未來的幾年裡,LIGO和VIRGO引力波天文臺將繼續帶給我們來自宇宙深處的寶貴信息,極大程度的加深我們對物理對宇宙的理解。也希望,歐洲空間引力波探測器LISA和中國空間引力波探測器天琴早日升空,帶給我們來自白矮星,中子星,中質量黑洞,超大質量黑洞,宇宙早期背景漲落,宇宙弦等多種多樣波源的引力波信息。

朱興江:引力波探測給我們帶來意外驚喜

朱興江,西澳大利亞大學物理學院博士後研究員,主要研究方向為天體物理的引力波源、引力波數據處理和利用「脈衝星計時陣列」搜尋低頻引力波。現為LIGO科學合作組織成員和「國際脈衝星計時陣列」合作組成員。

這僅僅是一個新時代的開始。未來五年,(藉助如LIGO這樣的地基激光干涉儀引力波探測器)我們期望可以觀測到更多的雙黑洞碰撞與併合,雙中子星以及中子星-黑洞系統的併合這類「啁啾」信號,還有快速旋轉的中子星發出的連續波、超新星爆發產生的引力波暴和一個低沉的來自宇宙早期的引力波背景。更重要的是,引力波探測也許會給我們帶來意外的驚喜,揭示一些前所未知的奇異現象!未來五年、十年或者更長時間,我們期望引力波觀測的窗口可以擴大到更低頻段。使用脈衝星計時陣列的方法和空間引力波探測器,我們將可以聆聽位於星系中心的超大質量雙黑洞以及它們的「小夥伴們」演奏的華美樂章。

高爽:從預言走向了實戰

高爽,北京師範大學天文系講師,北京市天文學會會員,科普作家,中國天文學名詞審定委員會成員。

聽到屏幕裏傳出一句非常簡單的話,毫無修飾,平鋪直敘,中學英語辭彙量。可就是這樣一句話,讓我鼻子發酸,幾乎感覺到了眼窩的潮濕。

「Ladiesandgentlemen,wehavedetectedgravitationalwaves.Wedidit.」

為了這句話,人類已經等待了一百年。世界那麼大,我想去看看。怎麼看?用眼睛觀察,用耳朵聆聽。400年前的望遠鏡打開了深入觀察世界的窗。幾十年前的無線電技術、高能探測技術和空間技術,先後為我們打開了一個又一個新的、更寬廣的窗。而今,我們再一次好奇地拉開了宇宙劇場的大幕,用全新的方式重新看待星空。引力波天文學,從此從理論預言和技術嘗試走向了實戰。它將通過這個新窗口,告訴我們更多關於時空和物質的祕密。這一天,是昨天。(編輯:Sol_陽陽)


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