引力波在未來的應(yīng)用價值有什么
16日晚,包括我國在內(nèi)的許多國家發(fā)現(xiàn)了雙中子星并合引力波,這一發(fā)現(xiàn)震驚了整個天文界,雖然以前也有發(fā)現(xiàn)過引力波,但16日這一發(fā)現(xiàn)是首例,將給人類科學(xué)帶來重要的價值。下面是小編整理的引力波在未來的應(yīng)用價值有什么,希望對你有幫助。
引力波在未來的應(yīng)用價值
科學(xué)家認為,引力波從目前來說,作用主要體現(xiàn)在提供了一種供我們深入研究天體物理過程的重要信息來源,無論是兩個黑洞并存還是兩個中子星并存,到最后階段,其現(xiàn)象是非常復(fù)雜的。一方面有引力場的復(fù)雜相互作用,這種相互作用最后也是高度非線性的,時空都可能會發(fā)生很劇烈的變化。另一方面,從物理角度講,除了時空,還有物質(zhì),對中子星來說,它里面的物質(zhì)也是密度非常高的物質(zhì),按照一般的模型來說,中子星是由很多高密度的原子核混成一體的,這些原子核大部分都是中子,這樣的一些物態(tài)在兩個中子星碰撞的時候會產(chǎn)生怎樣的復(fù)雜現(xiàn)象,我們也非常希望了解,通過這些了解甚至也可以深刻地追究宇宙的基本物理規(guī)律,F(xiàn)在我們既有了引力波的觀測,又有了光學(xué)的觀測,這為我們提供了很多信息,在未來一段時間內(nèi)會有很大的發(fā)展。星際穿越是科幻小說中的情節(jié),真實情況不一定像小說中那么戲劇化,但可能這里頭也有很密切的聯(lián)系,對這些東西的探求可能會有非常有意思的物理規(guī)律。
國際宇航聯(lián)空間運輸委員會秘書長、中國航天科工集團公司二院研究員楊宇光表示,引力波最重要的意義在于,人類從過去到現(xiàn)在所有對自然界的觀測,包括天文觀測,主要依賴于電磁波,也就是雷達或者光學(xué)波段的電磁波對未知世界進行探測。而有了引力波以后我們就對自然界多了一種探測手段,這是一個質(zhì)的差異。引力波的探測有可能使我們了解到更豐富的有關(guān)于黑洞、中子星等等這些天體在發(fā)生一些現(xiàn)象和劇烈變化時的時空變化,所以說它對于了解物質(zhì)世界是非常有用的。
引力波發(fā)現(xiàn)的意義
因為中子星的質(zhì)量要比黑洞小很多,要探測中子星產(chǎn)生的事件,在同樣距離上需要更高的靈敏度?偠灾,這是一次和上幾次引力波事件不完全相同的發(fā)現(xiàn),因此它提供了一種新的天文現(xiàn)象的觀測手段。另外,兩個黑洞并合的時候,肯定會發(fā)出引力波,但并不清楚會不會發(fā)出光波,但中子星并合時是比較容易產(chǎn)生光波的,所以這個發(fā)現(xiàn)給我們提供了更多信息。關(guān)于引力波的觀測,目前可用的只有LIGO和Virgo兩個探測器,而且也只有很少的一點觀測數(shù)據(jù),能獲得的信息有限。而光波或電磁波的.觀測一直以來都是天文學(xué)家傳統(tǒng)的觀測手段,放到一起觀測給出了很多信息和細節(jié),有助于我們更好地觀測引力波。
中科院高能所“百人計劃”項目研究員熊少林說,“這是人類第一次同時探測到引力波及其電磁對應(yīng)體,是引力波天文學(xué)極為重要的里程碑,在天文學(xué)以及物理學(xué)發(fā)展史上具有劃時代的意義,正式開啟了多信使引力波天文學(xué)時代!
引力波的發(fā)現(xiàn)震驚天文學(xué)界的原因
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。這張由美國國家科學(xué)基金會、美國“激光干涉引力波天文臺”、索諾瑪州立大學(xué)和A.Simonnet提供的效果圖顯示的是兩個合并中的中子星。這一發(fā)現(xiàn) 震驚天文學(xué)界 。
首先,這是人類第一次探測到雙中子星合并。LIGO項目組成員、美利堅大學(xué)天體物理學(xué)家格雷戈里·哈里告訴記者,此前觀測到的引力波均來自黑洞。黑洞完全由扭曲時空構(gòu)成,本質(zhì)上沒有物質(zhì),而中子星卻是一個切實星體,因此能深入了解核物質(zhì)的行為。
哈里說,中子星引力波可以用來直接測量到源的距離,而相應(yīng)的電磁信號給出了速度,由此可用來校準宇宙膨脹速度,即所謂哈勃常數(shù),從而進一步回答宇宙從哪里來、又往哪里去等重大問題。
其次,這是人類第一次同時觀測到來自同一個天文事件的引力波和電磁波,使得確認宿主星系成為可能。這一事件展示了引力波與電磁波等不同研究團隊之間開展合作的重要性,也標志著“多信使天文學(xué)”跨入新時代。
“我想說的是,這是第一次我們既能 看到 也能 聽到 一個天文事件,這些不同的 感官 體驗將能給我們很多信息。”哈里說,“引力波天文學(xué)才剛剛開始,隨著21世紀向前發(fā)展,我們可以期待引力波觀測將為宇宙學(xué)、天文學(xué)、天體物理學(xué)、核物理學(xué)和引力學(xué)以及其他領(lǐng)域帶來更多見解!
第三,地面紅外望遠鏡探測到了中子俘獲過程,從而第一次提供確鑿證據(jù)證實了中子星合并就是宇宙金、鉑等超鐵元素的主要起源地。
南非夸祖魯-納塔爾大學(xué)的引力波研究專家馬寅哲在發(fā)給記者的一份電子郵件中開玩笑說:“如果有人問帶著金戒指的女性朋友,她的金戒指從哪兒來?她應(yīng)該說,這是從銀河系中的合并中子星那里產(chǎn)生的。”
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