2016年2月11日,美國國家科學(xué)基金和歐洲引力天文臺召開對外新聞發(fā)布會,正式宣布有史以來,科學(xué)家第一次直接觀測到了來自遙遠(yuǎn)宇宙的劇變事件所產(chǎn)生的時空漣漪——引力波。這一探測證實了阿爾伯特·愛因斯坦1915年發(fā)表的廣義相對論的一個重要預(yù)言,清華大學(xué)研修培訓(xùn)班并開啟了一扇前所未有的探索宇宙的新窗口。
引力波攜帶了產(chǎn)生它的經(jīng)歷異常激烈天體物理過程的天體源信息,清華大學(xué)培訓(xùn)網(wǎng)同時引力波還攜帶了揭示引力本質(zhì)的信息,這些信息是其它類型信號所不能獲得的。物理學(xué)家們確信他們探測到了來自兩個黑洞最后并合瞬間的引力波,這兩個黑洞的并合最終形成了一個更大質(zhì)量的快速旋轉(zhuǎn)的黑洞,這一現(xiàn)象長久以來就被理論預(yù)言,然而在此之前從未被觀測到。
這一引力波信號于世界協(xié)調(diào)時間2015年9月14日9:51(北京時間當(dāng)天下午17:51),由分別位于美國路易斯安那州列文斯頓(Livingston, Louisiana)和華盛頓州漢福德(Hanford, Washington)的激光干涉引力波天文臺(LIGO)的一對探測器同時探測到,該臺由美國國家科學(xué)基金資助,由加州理工學(xué)院和麻省理工學(xué)院構(gòu)思、建造并運行。這一發(fā)現(xiàn)是由LIGO科學(xué)合作組織(包含GEO合作組織和澳大利亞干涉引力天文協(xié)會)以及室女座引力波探測器(Virgo)合作組織共同完成,數(shù)據(jù)來自兩個 LIGO探測器。本次發(fā)現(xiàn)被物理評論快訊(Physical Review Letters)期刊接受發(fā)表。
LIGO的研究工作由LIGO科學(xué)合作組織(LSC)完成,這一合作組織包含來自美國和其他14個國家的1000多名科學(xué)家。LSC中的90多所大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)參與研發(fā)了探測器所使用的技術(shù),并分析其產(chǎn)生的數(shù)據(jù);在組織中,有約250名做出重要貢獻(xiàn)的成員是學(xué)生。LSC探測網(wǎng)絡(luò)包括LIGO和GEO600探測器。GEO團(tuán)隊包括來自于德國馬克斯—普朗克引力物理研究所(阿爾伯特·愛因斯坦研究所(AEI)),漢諾威萊布尼茲大學(xué)與格拉斯哥大學(xué),加迪夫大學(xué),伯明翰大學(xué),其他英國的大學(xué)以及西班牙的巴利阿里群島大學(xué)的科學(xué)家。
LIGO這種用激光干涉探測引力波的方法最初是在上世紀(jì)80年代提出的,主要的提出人有麻省理工學(xué)院物理學(xué)榮休教授雷納·韋斯(Rainer Weiss),加州理工學(xué)院的理查德·費曼理論物理學(xué)講座榮休教授基普·索恩(Kip Thorne)以及同樣來自加州理工學(xué)院的物理學(xué)榮休教授羅納德·德雷弗(Ronald Drever)。
室女座引力波探測器(Virgo)的研究工作由Virgo合作組織完成,這一組織包含250多名物理學(xué)家和工程師,分別隸屬于19個不同的歐洲的實驗室,包括法國國家科學(xué)研究中心(CNRS)的6個研究所、意大利國家核物理研究院(INFN)的8個研究所、2個荷蘭國家核物理及高能物理研究所、匈牙利維格納研究所,波蘭引力研究組和放置室女座引力波探測器的歐洲引力天文臺。
這一發(fā)現(xiàn)得益于高新激光干涉儀引力波天文臺(Advanced LIGO)探測能力的大大提升。相比于第一代LIGO探測器,Advanced LIGO的重要升級工作使得儀器的靈敏度大大增強(qiáng),從而可以大大增加可探測的宇宙空間,也直接導(dǎo)致在其第一次觀測運行中發(fā)現(xiàn)引力波。美國國家科學(xué)基金會主導(dǎo)了高新激光干涉的財政支持。德國的馬克斯—普朗克學(xué)會,英國科學(xué)與技術(shù)設(shè)施委員會和澳大利亞研究基金會等資助機(jī)構(gòu)均作出了重要支持。使高新探測器靈敏度大大提高的幾項關(guān)鍵技術(shù)由德國—英國的GEO合作組織開發(fā)并測試。主要的計算機(jī)資源由AEI的Atlas機(jī)群,LIGO實驗室,雪城大學(xué)和威斯康星大學(xué)密爾沃基分校貢獻(xiàn)。一些大學(xué)設(shè)計、建造并測試了Advanced LIGO的關(guān)鍵部分:澳大利亞國立大學(xué)、阿德萊德大學(xué)、佛羅里達(dá)大學(xué)、斯坦福大學(xué)、紐約哥倫比亞大學(xué)和路易斯安那州立大學(xué)。