美国引力波探测器4月1日重启 将揭开更多宇宙奥秘

2019-03-29 17:03:58 点击数:

3月29日消息,据国外媒体报道,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)宣布已完成硬件升级,将于4月1日重新启动新一轮的引力波探测。负责LIGO运行的科学家预计,升级后灵敏度的提高有望帮助科学家发现更多的引力波事件。

大约一个世纪前,爱因斯坦的广义相对论首次预言了宇宙中由黑洞合并或白矮星碰撞引起的引力波的存在。2016年2月,科学家们宣布通过LIGO首次探测到引力波,创造了历史。而在大约一年前,LIGO的两个主要设备被关闭,进行一系列的硬件升级。

到目前为止,LIGO在大约三年半的时间里共探测到11次引力波事件。其中10个是黑洞合并的结果,而剩余一个是由一对中子星碰撞引起的。通过研究这些事件,科学家们已经开启了天文学的新纪元。

随着LIGO升级现在已经完成,科学家们希望在未来的一年里探测到更多的相关事件。路易斯安那州立大学物理学和天文学教授加布里埃拉·冈萨雷斯(Gabriela Gonzalez)说,“400年前,伽利略发明了望远镜,人们开始使用望远镜进行天文学研究。今天我们仍然在制造更好的望远镜。我认为这十年是引力波天文学的开端。所以更好更多的不同探测器将使得我们的研究继续取得进展。”

LIGO的两个探测器分别位于华盛顿州汉福德和路易斯安那州利文斯顿,每个探测器由两个3.2公里长的管臂连接形成L型,每个管臂由直径为1.2米的真空钢管组成。在管道内部,两束高功率激光束被一系列反射镜反射,用于精确测量每条管臂的长度。

当引力波通过探测器时,它们会扭曲空间,在亚原子水平上使管臂长度发生微小的变化。位于路易斯安那州利文斯顿的LIGO天文台负责人约瑟夫·吉亚姆(Joseph Giaime)说,最近的升级主要是其光学系统,包括提高激光功率并减少测量中的“干扰”。

在今年余下的时间里,位于意大利的第三个探测器(Virgo干涉仪)也将开始进行观测,这也将有助于引力波的研究。

此外,日本的KAGRA天文台有望在不久之后上线,使引力波的探测网络更加强大。在世界各地建立多个相隔遥远的天文台,不仅可以得到更大程度的确认,还有助于进一步缩小引力波事件源的可能位置。

在接下来的观测中,世界各地的天文学家还将受益于其公共警报系统。当LIGO探测到引力波事件时,该团队将发出警报,以便世界各地的天文台都能将望远镜对准引力波事件源的可能位置,探索该事件可能产生可观测现象。

发生在2017年的kilnova事件(也称为GW170817)就是如此。两颗中子星相撞后产生了明亮的余辉,随着时间的推移,余辉实际上变得更亮了。碰撞还导致了超高速物质射流的释放和黑洞的形成。

据麻省理工学院引力波研究员纳吉斯·玛瓦瓦拉(Nergis Mavalvala)称,到目前为止,与引力波事件相关的可观测现象实属罕见。此外探测中总有可能会发现一些完全出乎意料的东西,让科学家感到困惑和震惊:

“在所有可能存在的黑洞中,我们只看到了这几个。有很多很多问题我们仍然不知道如何回答,这就是发现的过程。你打开一种新的仪器,把它指向天空,就会看到一些你以前所不知道的东西。”

引力波研究只是近年来天文学的几次革命之一。就像其他研究领域一样,在未来几年,它将从仪器升级和引入新方法的过程中受益。(新闻来源:腾讯网)