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jiunn36 發表於 2021-1-13 01:44 AM

科學家在倒數十秒後能發現重力波來了

     
  2017年8月17日﹐美國LIGO重力波干涉儀觀測到一種特殊的重力波﹐並在事件發生後40分鐘將資訊透露給全球天文界。世界各地的天文台在收到訊息後迅速接力觀測﹐希望能捕捉伴隨重力波事件發生的電磁波。
  這次事件稱為GW170817﹐是目前科學家觀測到的少數雙中子星合併事件之一。因為儀器靈敏度的限制或是其他自然因素﹐重力波觀測多來自黑洞合併事件﹐但隨著美國LIGO和歐洲Virgo等大型重力波干涉儀不斷升級﹐雙中子星合併的觀測樣本可望增加更多。
  GW170817之所以獲得許多關注﹐是因為一般的黑洞合併事件會吞噬幾乎所有撞擊產生的能量﹐電磁波﹑微中子及高能粒子都無法逃離「事件視界」內。而中子星沒有事件視界﹐除了重力波﹐其他在碰撞前後產生的一系列電磁波﹑微中子都有機會觀測到。
  重力波非常微弱﹐科學家必須做大量的數學處理才能將訊號從背景雜訊中挑出﹐以至於GW170817的觀測警報遲至40分鐘後才發出。為了盡可能讓重力波的伴隨事件不被遺漏﹐科學家努力地在減少警報的延遲時間。藉由雙星高速繞旋並靠近的訊號﹐美國賓州大學的Surabhi Sachdev嘗試在合併發生之前發現事件。LIGO及Virgo內部本身就有重力波預警的檢測管道GstLAL。Sachdev的團隊分析GstLAL的性能﹐在模擬數據集中﹐GstLAL能在合併發生前的10到60秒確認許多預警訊號。
  Sachdev與團隊預測﹐當LIGO和Virgo達到一定靈敏度時﹐有接近一半的雙中子星合併事件至少能在合併前10秒被發現﹐提供快速的天區定位和觀測警報﹐為大型天文台保留更多捕捉高能電磁波及微中子爆發的機會。如果能以多重管道觀察﹐將幫助科學家瞭解對中子星的磁場﹑超鐵元素的合成﹐或許還能一窺快速無線電爆發源之謎。(編譯/虞景翔)


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chf02 發表於 2021-1-19 03:45 AM

本帖最後由 chf02 於 2021-1-19 05:53 AM 編輯

..重力波的理論與發現...
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1915年,愛因斯坦發表廣義相對論,提出革命性的主張:物體的質量會扭曲周遭的時空結構;所謂重力其實就是物體沿著彎曲的時空行進的自然結果。這就像保齡球會使彈簧床面下陷,使得附近的小彈珠沿著凹陷的床面滾向保齡球,而不是彈珠受到保齡球的萬有引力吸引。
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.廣義相對論需要一個證據確鑿的實驗證明。愛因斯坦提出一個可行的方法。遙遠的恆星發出的光若通過太陽附近,會因太陽造成的時空彎曲而偏折1.7弧秒;相對地,按照牛頓將光視為粒子的輻射理論,重力造成的偏折只有一半:0.85弧秒。可以利用日全食時加以觀測比較,就能驗證對錯。..
時任劍橋大學天文台台長的英國天文學家亞瑟·愛丁頓爵士(Sir Arthur Eddington)注意到了愛因斯坦的這個奇特新理論,並意識到他可以進行實驗來檢驗這一理論。..太陽是我們太陽系中質量最大的物體,產生的時空彎曲將會是最明顯的。但是為了檢驗廣義相對論,天文學家必須研究靠近太陽邊緣的背景恆星的位置,從而來確定光線經過太陽附近時發生的偏轉角度——廣義相對論預言的偏轉要比牛頓力學的大一倍。然而,太陽非常明亮,想要看到太陽邊緣的背景恆星根本不可能,除非把太陽光擋住——日全食。在日全食期間,月球運行至太陽與地球的中間,剛好完全擋住了太陽盤面。..
1917年,英國皇家天文學家弗蘭克·沃森·戴森爵士(Sir Frank Watson Dyson)構思了一個實驗,在日全食期間繪製靠近太陽邊緣的背景恆星的位置,然後與這些恆星在夜空中的正常位置進行比較,則可以觀測到時空扭曲效應。
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當時正在打第一次世界大戰,而近期最適合觀測的日全食將會發生於巴西海岸到赤道非洲這帶狀區域;要冒著戰火,跋山涉水遠赴天涯海角可是一件危險任務。結果熱心出任務的不是愛因斯坦的德國同胞,反而是敵對國的英國天文學家愛丁頓(Arthur S. Eddington)。
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所幸在愛丁頓率隊出發前三個月,一次大戰結束。為了保險起見,愛丁頓親率的一組到非洲西岸的普林西比小島(Principe),另一組則到巴西。結果1919年的5月29日這一天早晨竟真的下起滂沱大雨,愛丁頓焦急萬分,幸好在日食開始前,天空終於放晴,愛丁頓把握時間在五分鐘內換了十六張底片。巴西那邊也成功拍到日食,但最後的比對結果直到九月才出爐。
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愛因斯坦收到電報那一天,正和研究生施耐德(Ilse Schneider)討論。她緊張的問愛因斯坦萬一比對結果顯示廣義相對論是錯的,那怎麼辦?愛因斯坦微笑答道:「那我會為親愛的上帝感到遺憾,因為我的理論是正確的。」
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11月6日,英國皇家學會正式宣布觀測結果:星光的偏折角度一如廣義相對論的預測。次日《泰唔士報》以「科學革命」形容此一獲得證實的理論;第二天《紐約時報》以更誇張的語氣追蹤報導。儘管沒有多少人懂廣義相對論,愛因斯坦仍一躍為媒體寵兒,成為深受群眾喜愛的明星。
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愛丁頓也是最早將愛因斯坦的論文翻譯成英文,並寫文章向英語世界推介廣義相對論的人。他的朋友問他:聽說世上只有三位科學家瞭解廣義相對論,其中一人就是他,是否如此?愛丁頓沉默不語,他的朋友大聲說道:「愛丁頓,你就別謙虛了!」愛丁頓回答:「我不是謙虛,我只是在想第三個人會是誰。」..
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.再來就是現今霍金的黑洞理論了..(.辛苦求證理論之後,有些科學家是蠻高調的.不過人家真的是有臭屁的本錢..)

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weiwanwan 發表於 2021-1-17 06:05 PM

引力波的發現真的是太厲害了,說明人們的實驗精度非常的高和精巧
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