加州理工学院陈雁北教授:我们探测到引力波
黑洞离地球的距离,是从引力波的绝对振幅所推断的。根据这个推断,我们得知碰撞过程发生在14亿光年以外。对应到标准宇宙学中的“红移”,这个事件所在的红移是0.09。在这个事件发生的时候,咱们的宇宙的“尺寸”是现在的91%。
意义
上面的三个过程,让我们第一次“亲眼看到”了黑洞的存在。由于引力波可以看成是直接推动了镜子的机械振动,我们也可以说是亲耳听到了黑洞的存在!
为什么我们知道是两个黑洞变成一个黑洞呢?下面我们给一个粗略的解释。单个物体的质量,可以从是通过波形的振幅和频率随时间演化所测定的。而上面第一、二个阶段的转换,可以让我们推测出每个物体的尺寸,从而断定它们都是黑洞。第三个阶段,波形的频率和衰减率可以让我们推断出最后形成黑洞的“光球”的存在和光球附近的几何结构。
LIGO科学家还从这个引力波的波形, 对相对论的预言做了一定的检验,并且在统计误差范围之内没有发现和相对论的区别。粗略的说,就是在波形的不同时间、不同频段,和相对论预言的吻合程度相对一致,没有发现系统的差别。
其中一个比较有特色的检验就是关于引力波的传播速度的检验。没有其他方法比较,怎么能说明引力波是以光速传播呢?简单的答案就是,对于这个事件,由于没有其他方法比较,只能间接的对引力波的传播做一个检验。由于在不同频段波形和广义相对论的预言吻合,我们可以推断,引力波在不同频率上的传播速度一致。不同频率上传播速度一致的波,根据“狭义相对论协变性”的要求,一般来说应该是以光速传播的。于是,从这个意义上讲,这次也算是部分、间接的验证了引力波以光速传播这个性质。
引力波天文学
直接探测到双黑洞的碰撞,只是引力波天文学的开端。就算你猜中开头,也绝猜不到结尾!因为没有结尾!
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