瑞典皇家科學院今天宣布,2017年諾貝爾物理學獎授予引力波探測計劃的三位關鍵科學家,獎勵他們在「LIGO探測器、引力波探測方面的決定性貢獻」。
三位科學家均來自美國LIGO、義大利Virgo引力波合作組,其中獎金的一半授予Rainer Weiss,另外一半由Barry C.Barish、Kip S.Thorne分享。
根據愛因斯坦的廣義相對論,引力是由質量所引發的時空扭曲所造成的,任何有質量的物體加速運動都會對周圍的時空產生影響,作用的形式就是引力波。
引力波無處不在,但是非常微弱,只有像超新星爆發、中子星與黑洞相撞、黑洞合併,才會產生足夠強烈的引力波。
早在1957年,人類就開始了引力波探測,但一直沒有得到直接證據。
美國普林斯頓大學的Russell A.Hulse、Joseph H.Taylor曾經發現脈衝雙星而獲得1993年的諾貝爾物理學獎,也為引力波的存在提供了間接證據。
美國從1995年啟動了雷射幹涉引力波觀測站LIGO,義大利、法國合作搞了Virgo,此外英國、德國、日本、中國頁都有引力波研究項目。
2015年9月14日,通過LIGO計劃,人類首次探測到引力波信號,由質量分別相當於29個、36個太陽的兩個黑洞合併時發出。二者形成了一個21倍太陽重量的旋轉黑洞,大約與太陽相當的物質轉化成能量,以引力波的形式釋放出來。
2015年12月26日,高新雷射幹涉儀引力波天文臺(Advanced LIGO)的兩個探測器再次記錄到了新的引力波信號,併合的兩個黑洞質量分別相當於8個和14個太陽,形成了21倍於太陽質量的旋轉黑洞。
2017年1月4日,LIGO第三次探測到引力波,依然由兩個黑洞併合產生,質量分別為太陽的62倍和21倍,而形成的新黑洞質量約為太陽的49倍,進一步證實了超過20個太陽質量的恆星黑洞的存在。
這不僅再次驗證了愛因斯坦的廣義相對論,也為了解雙黑洞系統的成因提供了線索。
2017年8月14日,位於美國華盛頓和路易斯安娜的LIGO引力波天文臺、義大利的Virgo引力波天文臺同時探測到了新的引力波。還是一次雙黑洞合併,距離地球約18億光年。兩個黑洞質量分別為太陽的31和25倍,合併後的黑洞質量為太陽的53倍,損失的3個太陽質量轉化成了引力波,在宇宙泛起一波漣漪。
得益於義大利Virgo引力波天文臺的加入,科學家第一次使用三角定位法,比較準確地確定了這次引力波事件發生的位置,而之前三次都只能在太空中模糊地指定一片弧形區域。