引力波是怎麼來的？中國專家詳解發現與觀測過程
央廣網
央廣網北京10月18日消息 據經濟之聲《天下財經》報導，包括我國在內的多國科學家聯合宣佈，人類第一次直接探測到來自雙中子星合併的引力波，同時探測到由這一壯觀宇宙事件發出的電磁信號。
這張由美國國家科學基金會、美國“鐳射干涉引力波天文臺”、索諾瑪州立大學和A. Simonnet提供的效果圖顯示的是兩個合併中的中子星。
什麼是中子星？《漫步到宇宙盡頭》的作者、中國科學院國家天文臺副研究員李然說：“兩個非常重、緻密的天體相互繞轉時，就會產生引力波。黑洞是宇宙中最緻密的天體，中子星是恒星死亡以後留下的殘骸，中子星本身也是非常緻密的，所以，兩個中子星繞轉時也能產生引力波。這次實際上是第一次探測到兩個中子星繞轉時發出的引力波。”
這兩個中子星距離我們很遠很遠，
對此，李然表示：“其中的意思是它距離我們比較遠，但實際上比起之前發現的雙黑洞產生的引力波來說要近得多。也就是說，當我們去觀察宇宙時，所看到遠處的天體實際上是它過去的樣子，所以，我們今天接收到的這兩個中子星和合併時產生的引力波實際上在很早以前就已經發出了。
這次的引力波是如何被人類測得？又是怎樣由70多個機構共同追蹤完成？
李然表示：“現在全球有兩組引力波探測器，一組叫做LIGO，在美國；另一組是歐洲人建的，叫VIRGO；直接探測引力波只能用這兩組儀器。這一次是美國的LIGO探測器探測到了引力波，然後人們在VIRGO探測器的信號裡也發現了引力波，因為引力波是掃過整個地球的，所以不同的探測器都在相差不太久的時間裡都探測到了引力波的信號。
我國的天文機構在這次引力波事件中做了什麼？
李然說：“在南半球的望遠鏡相對容易探測到它，中國的南極巡天望遠鏡AST3-2和其他單位一起加入到了觀測當中，它看到了在光學波段雙中子星合併以後發出來的光，同時中國在軌道上的X射線天文望遠鏡也觀測了發生引力波的地方，但沒有看到什麼明顯的信號。但有意思的是，在別的波段都看到了，這個波段比較弱，因為兩顆中子星合併後產生的物理過程會有較強的限制。實際上在科學上，這個東西沒有看到，會產生很多啟示。同時，這是全世界第一次看到一個發光的引力波，除了看到引力波以外，還能探測到它發出來的光。LIGO的團隊也說，他們並不覺得這70家單位中哪一家重要哪一家不重要，實際上是整個的合作才使得科學發現成為了現實。”
科學界也斷定，中子星合併就是宇宙金、鉑等超鐵元素的主要起源。
李然說：“大家都知道這種很重的元素，因為宇宙剛形成時，只形成了最輕的氫和氦，宇宙中這些最重的元素都是在恒星演化甚至死亡之後殘骸的演化中產生的。黃金的重要來源就是雙中子星，中子星在合併過程中會產生金這樣的重元素。這次有的望遠鏡看到了在中子星合併的光裡面，有重元素發出的光，從這個意義上講，的確檢驗了大家以前的理論。”
觀測引力波的技術和聯動機制成熟，是否意味著我們會探測到更多引力波？
李然表示：“這次有這麼多的望遠鏡都去看，說明此機制運行起來還是很有效的。而且現在因為發現的這些合併的現象光比較亮，那麼，以後發現的中子星如果還是這麼明亮的話。LIGO馬上要進行下一次的升級，所以，在未來的一段時間裡，不會再給出新的資料。升級後它探測引力波的能力會更強，希望未來人類能看到更多的引力波事件。
去年科學家探測到了來自太空的引力波，引力波本質上是空間的波動。我們知道向水面扔一塊石子進去，水面就會有波動。空間在愛因斯坦的相對論裡是可以彎曲的，比如說在空間裡存在一個黑洞，那麼黑洞周圍的空間就是扭曲的。那麼如果有兩個黑洞在這個空間裡，它們彼此快速旋轉，其周圍的空間一定是不斷地快速變化，隨著時間產生不同的彎曲形式，這樣不斷變化空間的形變就會向遠處傳播開去。就好比我們如果只是在水裡靜靜的放一塊石頭，水面是不會有變化的，如果把石塊扔進去，就會產生可以向遠處傳播的漣漪。
那麼，當引力波傳播到地球上時，就會微微地彎曲地球上的空間，這種彎曲的形式是先向一個方向擠壓，然後往另一個方向拉伸，這樣的話就會出現這樣的情況：比如兩個互相垂直的尺子，其中一個會變得扁一些，另外一個會變的長一些。實際上引力波探測器就是利用這樣的原理去探測引力波。美國的LIGO探測器實際上是有兩束相互垂直的雷射光束，可以測量兩點之間的距離。原本兩點之間的距離應該是一樣的，那麼當引力波傳過來時，一個方向的距離和另一個方向的距離就會發生變化，通過這種變化就知道地球的空間被微微地彎曲了，從而得知有一個引力波從地球上經過了。”
它看到了在光學波段雙中子星合併以後發出來的光，同時中國在軌道上的X射線天文望遠鏡也觀測了發生引力波的地方，但沒有看到什麼明顯的信號。但有意思的是，在別的波段都看到了，這個波段比較弱，因為兩顆中子星合併後產生的物理過程會有較強的限制。實際上在科學上，這個東西沒有看到，會產生很多啟示。同時，這是全世界第一次看到一個發光的引力波，除了看到引力波以外，還能探測到它發出來的光。LIGO的團隊也說，他們並不覺得這70家單位中哪一家重要哪一家不重要，實際上是整個的合作才使得科學發現成為了現實。”科學界也斷定，中子星合併就是宇宙金、鉑等超鐵元素的主要起源。
李然說：“大家都知道這種很重的元素，因為宇宙剛形成時，只形成了最輕的氫和氦，宇宙中這些最重的元素都是在恒星演化甚至死亡之後殘骸的演化中產生的。黃金的重要來源就是雙中子星，中子星在合併過程中會產生金這樣的重元素。這次有的望遠鏡看到了在中子星合併的光裡面，有重元素發出的光，從這個意義上講，的確檢驗了大家以前的理論。”
觀測引力波的技術和聯動機制成熟，是否意味著我們會探測到更多引力波？
李然表示：“這次有這麼多的望遠鏡都去看，說明此機制運行起來還是很有效的。而且現在因為發現的這些合併的現象光比較亮，那麼，以後發現的中子星如果還是這麼明亮的話。LIGO馬上要進行下一次的升級，所以，在未來的一段時間裡，不會再給出新的資料。升級後它探測引力波的能力會更強，希望未來人類能看到更多的引力波事件。
去年科學家探測到了來自太空的引力波，引力波本質上是空間的波動。我們知道向水面扔一塊石子進去，水面就會有波動。空間在愛因斯坦的相對論裡是可以彎曲的，比如說在空間裡存在一個黑洞，那麼黑洞周圍的空間就是扭曲的。那麼如果有兩個黑洞在這個空間裡，它們彼此快速旋轉，其周圍的空間一定是不斷地快速變化，隨著時間產生不同的彎曲形式，這樣不斷變化空間的形變就會向遠處傳播開去。就好比我們如果只是在水裡靜靜的放一塊石頭，水面是不會有變化的，如果把石塊扔進去，就會產生可以向遠處傳播的漣漪。
那麼，當引力波傳播到地球上時，就會微微地彎曲地球上的空間，這種彎曲的形式是先向一個方向擠壓，然後往另一個方向拉伸，這樣的話就會出現這樣的情況：比如兩個互相垂直的尺子，其中一個會變得扁一些，另外一個會變的長一些。實際上引力波探測器就是利用這樣的原理去探測引力波。美國的LIGO探測器實際上是有兩束相互垂直的雷射光束，可以測量兩點之間的距離。原本兩點之間的距離應該是一樣的，那麼當引力波傳過來時，一個方向的距離和另一個方向的距離就會發生變化，通過這種變化就知道地球的空間被微微地彎曲了，從而得知有一個引力波從地球上經過了。”