摘 要 第一部分是作者于2017年9月21日對第二屆復旦-中植科學獎的科學背景介紹,包括對三位獲獎者對引力波探測突出貢獻的簡要評述。正是這三位獲獎者12天之后獲得了諾貝爾物理學獎。第二部分是作者在諾貝爾物理學獎宣布3天前對可能獲獎人的評述。最后,將前兩部分與諾貝爾物理學獎的官方新聞發布略作比較,并討論了引力波探測的后續成果。
關鍵詞 引力波 LIGO 時空復旦-中植科學獎 諾貝爾獎
一 三位引力波獵手,獲第二屆
“復旦-中植科學獎”
13億年前,宇宙中有兩個黑洞相互碰撞,而且并合成一個大黑洞,發出引力波。
引力波以光速向四周傳播,經過13億年在各個方向的長途跋涉,于2015年9月14日穿過誕生于45億年前的地球。
在地球上,人類的演化歷史,也只不過200多萬年,現代人類只有20多萬年的歷史。100年多前,阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein)聲稱宇宙中存在引力波。
2002年,激光干涉引力波天文臺(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory,縮寫為LIGO)開始工作,13年后探測到代號為GW150914的引力波,事實上,在這個引力波到達的兩天前,升級后的LIGO剛開始工作,9月14日恰好捕捉到它,這是人類第一次直接探測到引力波。
波是某種振動的傳播,如水波、聲波等。顧名思義,引力波就是“引力的波”。引力波超越了牛頓引力理論。
300多年前,艾薩克·牛頓(Isaac Newton)說,任何兩個有質量的物體之間存在萬有引力,而且這個引力是瞬時的,也就說,物體之間引力的傳遞不需要時間。牛頓解釋了為什么地球圍繞太陽轉,為什么樹上的蘋果會落地。
然而愛因斯坦1905年創立的狹義相對論指出,任何信號的傳遞不可能超過光速,時間和空間成為整體,稱為時空。……