天上的引力波源主要有什么

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引力波是通过望眼镜等观测仪器来发现的,到底天上的引力波源有哪些?下面是本站小编整理的天上的引力波源介绍,希望对你有帮助。

天上的引力波源主要有什么
  天上的引力波源

引力波源于爱因斯坦建立广义相对论以后的预言,即极端天体物理过程中引力场急剧变化,产生时空扰动并向外传播。从LIGO在2015年9月14日首先发现双黑洞并合产生的引力波事件以来,人们已探测到4例引力波事件。

昨日(2017年10月16日)发现的引力波事件不同于以往的双黑洞并合,而是由两颗中子星并合产生。这是人类首次同时探测到引力波及其电磁对应体,印证了“双中子星并合不仅能产生引力波,还能产生电磁波”的理论预言,因此有评论称“正式开启了引力波天文学时代”。

由于该引力波事件意义重大,天文学界使用了大量的地面望远镜和空间望远镜进行观测。但在引力波事件发生时,仅有4台X射线和伽马射线望远镜成功监测到爆发天区,其中就有“慧眼”。

“慧眼”由中国国家国防科技工业局与中国科学院联合资助建造,于2017年6月15日发射升空,目前仍处于试运行阶段。“慧眼”不仅在引力波事件发生时成功监测了引力波源所在天区,还对其伽马射线电磁对应体(简称“引力波闪”)在百万电子伏特(MeV)高能区的辐射性质给出严格限制。

中国科学院高能物理研究所的专家解释,比较4台监测到爆发天区的望远镜,“慧眼”在0.2—5MeV能区的探测接收面积最大、时间分辨率最高。由于此次引力波闪极为暗弱,导致没有望远镜在MeV能区探测到引力波闪,“慧眼”对引力波闪在MeV高能区的辐射性质给出上限更显可贵。因此,“慧眼”以合作组形式加入报告本次历史性发现的论文。

需指出的是,“慧眼”原本的设计目标是探测黑洞、中子星等银河系内的X射线天体,项目组通过创新使用望远镜辅助探测器,获得探测伽马暴及引力波闪的额外能力,使其成为国际上正在运行的最重要的伽马射线暴监测设备之一。

  引力波是横波还是纵波

引力波是横波。

引力波:在物理学中,引力波是指时空弯曲中的涟漪,通过波的形式从辐射源向外传播,这种波以引力辐射的形式传输能量。

引力波是横波,在远源处为平面波;有两个独立的偏振态;携带能量;在真空中以光速传播等。引力波携带能量,应可被探测到。但引力波的强度很弱,而且,物质对引力波的吸收效率极低,直接探测引力波极为困难。

  最新引力波发现的意义

引领天文学时代正在到来。

2017年的诺贝尔物理学奖,颁给了3名为引力波探测作出重要贡献的美国科学家。引力波天文学的时代正在到来。

吴雪峰、金志平等研究人员预测,下一个探测亮点应该是中子星、黑洞合并产生的引力波事件。乐观估计,这一激动人心的发现可能在未来一两年内就与人类见面。此外,白矮星等天体合并产生的低频引力波、以及宇宙开端大爆炸产生的原初引力波,还有待进一步探寻。

在这个领域,中国近年来相继提出“阿里计划”“天琴计划”和“太极计划”,在陆地和空间探测中低频和低频引力波。

在“慧眼”的技术基础之上,中国科学院高能物理研究所提出了专门探测引力波闪的引力波高能电磁对应体全天监测器项目(GECAM),并将其命名为“闪电”。

据熊少林介绍,“闪电”不仅能够同时监测全天随机爆发的引力波闪,而且具有更低的探测阈值、更高的监测灵敏度以及更好的定位能力,对引力波闪的综合探测性能远超现有望远镜。如能顺利立项,这有望使我国在引力波电磁对应体的探测研究上达到国际领先水平。

中科院紫金山天文台研究员韦大明说:“引力波能帮人类洞悉整个宇宙的起源。如果找到合适的引力波,人们将有机会为大爆炸等一系列基本物理假设找到证据。到那时,人类会以前所未有的方式看到塑造宇宙的力量。”

  理解引力波

在物理学中,引力波是指时空弯曲中的涟漪,通过波的形式从辐射源向外传播,这种波以引力辐射的形式传输能量。在1916年 ,爱因斯坦基于广义相对论预言了引力波的存在。引力波的存在是广义相对论洛伦兹不变性的结果,因为它引入了相互作用的'传播速度有限的概念。相比之下,引力波不能够存在于牛顿的经典引力理论当中,因为牛顿的经典理论假设物质的相互作用传播是速度无限的。

各种各样的引力波探测器正在建造或者运行当中,比如 advanced LIGO(aLIGO)从2015年9月份开始运行观测。

可能的引力波探测源包括致密双星系统(白矮星,中子星和黑洞)。在2016年2月11日,LIGO科学合作组织和Virgo合作团队宣布他们已经利用高级LIGO探测器,已经首次探测到了来自于双黑洞合并的引力波信号。

2016年6月16日凌晨,LIGO合作组宣布:2015年12月26日03:38:53 (UTC),位于美国汉福德区和路易斯安那州的利文斯顿的两台引力波探测器同时探测到了一个引力波信号;这是继 LIGO 2015年9月14日探测到首个引力波信号之后,人类探测到的第二个引力波信号 。

2017年10月16日,全球多国科学家同步举行新闻发布会,宣布人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波,并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。

  探测引力波

全球多国科学家10月16日同步举行新闻发布会,宣布人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波,并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。

我国包括南极巡天望远镜AST3-2、国内第一颗空间X射线天文卫星慧眼望远镜在内的多台设备参与观测引力波事件,我国科研人员还借助引力波光谱解开了宇宙中金、银等超铁元素的产生之谜。

美国东部时间8月17日8时41分(北京时间20时41分),美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)捕捉到这个引力波信号。此后2秒,美国费米太空望远镜观测到同一来源发出的伽马射线暴。

全球约70个地面及空间望远镜从红外、X光、紫外和射电等多个波段开展后续观测。这其中,也包括中国架设在昆仑站的南极巡天望远镜AST3-2。身在南京的中科院南极天文中心的年轻成员胡镭,是第一个注意到南极巡天望远镜AST3-2“有情况”的人。


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