 放大圖片
證愛因斯坦百年預言 「科學界登月壯舉」
愛因斯坦100年前在廣義相對論中預言的「重力波」，昨日終於得到證實！美國激光干涉儀重力波觀測站(LIGO)的研究團隊於香港時間昨晚11時35分宣佈，他們成功透過LIGO，探測到兩個黑洞合併過程中產生的重力波，為愛因斯坦的「未完成交響曲」劃上完美句號。研究成員之一的哥倫比亞大學物理系教授瑪爾卡形容，今次發現猶如在太空中打開了一扇全新的窗戶，有助人類探索宇宙不為人知的另一面，堪稱現代科學最重要的突破。■香港文匯報記者 余家昌、李鍾洲
LIGO總監賴茨在記者會上宣佈：「我們發現了重力波，我們成功了。」他表示，LIGO是在去年9月14日美國東岸時間上午5時51分(香港時間下午5時51分)，偵測到由兩個黑洞合併所產生的重力波，兩個黑洞距離地球13億光年，各為29個和36個太陽質量，直徑約150公里。根據相對論，它們會互相圍繞對方運轉，最終愈走愈近，並以接近光速一半的速度相撞，形成一個巨型黑洞，釋出相當於3個太陽質量的重力波。
花13億年時間抵達地球
賴茨進一步指出，由於兩個黑洞距離地球13億光年，意味這次合併是在13億年前發生，這股重力波在宇宙中前進了13億年，終在去年抵達地球，導致LIGO內光束偏移了約為質子直徑千分之一的距離，並被LIGO成功探測。他說：「我們將看見以往從不知道的東西，這是科學界的登月壯舉！」
「重力波」是指時空曲率中，以波的形式從射源向外傳播的擾動，如同石頭被丟進水裡產生的波紋一樣。黑洞、中子星等質量龐大的天體，在相互碰撞過程中可能會產生重力波。愛因斯坦1916年發表廣義相對論時，首度預言了重力波的存在，多年來科學家先後證實了光線彎曲、水星近日點進動和重力紅移效應等預言，唯獨一直缺乏直接證據證明重力波存在。
重力波一直被喻為愛因斯坦的「未完成交響曲」，實際上，的確也有科學家嘗試把模擬重力波訊號轉變成音樂，製成一首「重力波交響曲」。
美國太空總署(NASA)天體物理學家索普說，重力波和光線等常見的電磁輻射都是一種波動，分別在於前者是時空本身的波動，「當你移動一種充滿能量的粒子時，便會產生輻射，例如光；當你移動質量，便會產生重力波。」
闢觀測新途徑 解黑洞之謎
目前人類對宇宙的所有認知均是來自電磁波觀測，例如無線電波、可見光、紅外線、X光和伽馬射線，然而宇宙中仍然有無數資訊無法透過電磁波觀測，這時候重力波便派上用場。假如科學家能夠成功觀測重力波，便可以探索一些以往無法探索的星體現象，例如中子星和黑洞這類極大質量星體。德國漢諾威普朗克重力物理研究所物理學家艾倫說，重力波可以讓人類了解產生重力波的星體的情況，「例如雙子黑洞，由於黑洞不會釋放光線或X光等電磁波，因此只能透過重力波觀測它們。」
瑪爾卡表示，過往人類只能「看見」宇宙，但透過LIGO觀測重力波，人類便能「聽見」宇宙，「從而解開黑洞一生之謎，包括它的誕生、死亡、婚姻(合併)和進食(吸收其他星體)，我們可以知道黑洞如何吞噬一顆中子星，這是從未有人見過的。」
艾倫說，在宇宙大爆炸後的20萬年間，光線不能自由移動，但重力波卻可以，因此長遠而言，重力波將可以協助人類了解宇宙誕生初期的情況，進一步揭開這個宇宙的奧秘。加拿大麥克馬斯特大學理論物理學家伯吉斯指出，重力波的發現「有90%機會獲頒本年度諾貝爾物理學獎」。
|
放大圖片
