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【重力波「餘音」】研「後重力波」 試尋相對論遺缺

2018-03-28
■黎冠峰正積極投身「後重力波」科研,計劃以更先進快速的電腦運算,量度黑洞對撞軌跡,分析線索驗證相對論是否有遺缺。 香港文匯報記者曾慶威 攝■黎冠峰正積極投身「後重力波」科研,計劃以更先進快速的電腦運算,量度黑洞對撞軌跡,分析線索驗證相對論是否有遺缺。 香港文匯報記者曾慶威 攝

中大學者黎冠峰量度黑洞對撞軌跡 奪傑青學者獎

天上星河轉,人間簾幕垂。自古以來,浩瀚的宇宙穹蒼一直有茤_妙力量,啟發人類有不同的創新領悟。LIGO團隊成功探測愛因斯坦相對論預言的重力波,可謂當代最重要的天文物理學發現,而伴隨有關成果而來的,更是科學家思考及探索宇宙未知的嶄新開端。有份參與LIGO研究的香港中文大學物理系助理教授黎冠峰,亦正積極投身「後重力波」科研,他獲得今學年教資會的傑出青年學者獎,打算以更先進快速的電腦運算,量度黑洞對撞軌跡,甚至希望分析出線索,驗證及挑戰相對論是否有遺缺。 ■香港文匯報記者 高鈺

自1915年愛因斯坦提出劃時代的廣義相對論,百年後仍然為物理天文學帶來重大啟示。「激光干涉儀重力波觀測站(LIGO)」至今曾5次探測到重力波的空間震動,首4次均是由雙黑洞合併所產生,最新一次則是源自雙中子星合併。

在該次合併中,除了LIGO以外,全球各地其他天文觀測站也探測到緊接重力波後包括伽瑪射線、可見光、紅外線等的對應電磁波信號,結果震驚世界。那更意味茪@個規律地探測、甚至利用重力波的新時代即將來臨。

黎冠峰早前接受香港文匯報專訪時形容,重力波於天文學提供新線索,科學家對此深感非常興奮,「宇宙多過90%物質是未知之物,重力波有新方法來觀察宇宙,可能會就暗能量(Dark Energy)或暗物質(Dark Matter)有新的發現,增加人類對宇宙的了解。」

獲經費逾80萬 研究3年

隨茩咫O波的成功發現,各種建基於有關觀測成果的嶄新研究,亦已在科學界開展,其中黎冠峰亦憑其「以致密星體物合併發射的重力波測試重力的強場動力學」項目,獲得教資會傑出青年學者獎及逾80萬元經費,進行為期3年的研究。

黎冠峰分享指,是次研究項目與自己的博士論文研究亦有關係,當中同樣是探討如何可以利用探測到的訊號波,藉助Bayesian Model Selection(貝葉斯模型)統計與推斷,去驗證愛因斯坦的相對論有否存在什麼欠缺的東西。「當兩個黑洞對撞,研究團隊將會量度其移動的軌跡,以驗證相對論是否正確。如稍有偏離,可能就會出現一些線索,證明相對論可能有修正要做。」

事實上,不少科學家認為,雖然愛因斯坦相對論對理解「重力(Gravity)」十分重要,但其對重力之描述,卻不能兼容量子力學(Quantum Mechanics)中自然界的其他作用力,當中存在龐大的思考及探索空間。黎冠峰指,因為黑洞重力非常之強,本身亦非常之小,量度黑洞對撞的資訊,將可能改變人類對重力的理解,同時可以把相對論和量子力學聯繫在一起。

間接建立適合民用高科技

問及整個研究計劃的困難和目標,黎冠峰指目前計算還是不夠快,團隊做算式的時候,涉及很多計算用的電腦,找出如何改善電腦的計算速度是研究計劃的一部分。此外,現階段就是想看看雙黑洞對撞會出現什麼問題,一旦出現新線索,下一步就是探究出新的理論,但這已是後話。

黎冠峰又提到,重力波需要精準的探測,貢獻不單只在宇宙物理研究層面,更間接建立起很多適合民用的高科技,例如可大幅度減少噪音的鐳射技術及勘探石油的探測器等,「我以前讀博士的時候,便有一名Supervisor(指導教師)與學生一起設計了一個量度地震的探測器,最終這探測器演變成可藉震動方向、強度和頻率勘探石油的工具。」

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