引力波發現的意義 引力波在未來的應用價值

導語：16日晚，包括我國在內的許多國家發現了雙中子星併合引力波，這一發現震驚了整個天文界，雖然以前也有發現過引力波，但昨天(16日)這一發現是首例，將給人類科學帶來重要的價值。引力波為什麼會如此神奇?引力波發現的意義所在是什麼?現在一起了解引力波在未來的應用價值。

引力波發現的意義 引力波在未來的應用價值

引力波

一、引力波發現的意義

因為中子星的質量要比黑洞小很多，要探測中子星產生的事件，在同樣距離上需要更高的靈敏度。總而言之，這是一次和上幾次引力波事件不完全相同的發現，因此它提供了一種新的天文現象的觀測手段。另外，兩個黑洞併合的時候，肯定會發出引力波，但並不清楚會不會發出光波，但中子星併合時是比較容易產生光波的，所以這個發現給我們提供了更多資訊。關於引力波的觀測，目前可用的只有LIGO和Virgo兩個探測器，而且也只有很少的一點觀測資料，能獲得的資訊有限。而光波或電磁波的觀測一直以來都是天文學家傳統的觀測手段，放到一起觀測給出了很多資訊和細節，有助於我們更好地觀測引力波。

中科院高能所“百人計劃”專案研究員熊少林說，“這是人類第一次同時探測到引力波及其電磁對應體，是引力波天文學極為重要的里程碑，在天文學以及物理學發展史上具有劃時代的意義，正式開啟了多信使引力波天文學時代。”

二、引力波在未來的應用價值

科學家認為，引力波從目前來說，作用主要體現在提供了一種供我們深入研究天體物理過程的重要資訊來源，無論是兩個黑洞並存還是兩個中子星並存，到最後階段，其現象是非常複雜的。一方面有引力場的複雜相互作用，這種相互作用最後也是高度非線性的，時空都可能會發生很劇烈的變化。另一方面，從物理角度講，除了時空，還有物質，對中子星來說，它裡面的物質也是密度非常高的物質，按照一般的模型來說，中子星是由很多高密度的原子核混成一體的，這些原子核大部分都是中子，這樣的一些物態在兩個中子星碰撞的時候會產生怎樣的複雜現象，我們也非常希望瞭解，通過這些瞭解甚至也可以深刻地追究宇宙的基本物理規律。現在我們既有了引力波的觀測，又有了光學的觀測，這為我們提供了很多資訊，在未來一段時間內會有很大的發展。星際穿越是科幻小說中的情節，真實情況不一定像小說中那麼戲劇化，但可能這裡頭也有很密切的聯絡，對這些東西的探求可能會有非常有意思的物理規律。

國際宇航聯空間運輸委員會祕書長、中國航天科工集團公司二院研究員楊宇光表示，引力波最重要的意義在於，人類從過去到現在所有對自然界的觀測，包括天文觀測，主要依賴於電磁波，也就是雷達或者光學波段的電磁波對未知世界進行探測。而有了引力波以後我們就對自然界多了一種探測手段，這是一個質的差異。引力波的探測有可能使我們瞭解到更豐富的有關於黑洞、中子星等等這些天體在發生一些現象和劇烈變化時的時空變化，所以說它對於瞭解物質世界是非常有用的。

引力波

三、引力波的發現為什麼能震驚天文學界

10月16日，全球多國科學家同步舉行新聞釋出會，宣佈人類第一次直接探測到來自雙中子星合併的引力波，並同時“看到”這一壯觀宇宙事件發出的電磁訊號。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nnet提供的效果圖顯示的是兩個合併中的中子星。這一發現 震驚天文學界 。

首先，這是人類第一次探測到雙中子星合併。LIGO專案組成員、美利堅大學天體物理學家格雷戈裡·哈里告訴記者，此前觀測到的引力波均來自黑洞。黑洞完全由扭曲時空構成，本質上沒有物質，而中子星卻是一個切實星體，因此能深入瞭解核物質的行為。

哈里說，中子星引力波可以用來直接測量到源的距離，而相應的電磁訊號給出了速度，由此可用來校準宇宙膨脹速度，即所謂哈勃常數，從而進一步回答宇宙從哪裡來、又往哪裡去等重大問題。

其次，這是人類第一次同時觀測到來自同一個天文事件的引力波和電磁波，使得確認宿主星系成為可能。這一事件展示了引力波與電磁波等不同研究團隊之間開展合作的重要性，也標誌著“多信使天文學”跨入新時代。

“我想說的是，這是第一次我們既能 看到 也能 聽到 一個天文事件，這些不同的 感官 體驗將能給我們很多資訊。”哈里說，“引力波天文學才剛剛開始，隨著21世紀向前發展，我們可以期待引力波觀測將為宇宙學、天文學、天體物理學、核物理學和引力學以及其他領域帶來更多見解。”

第三，地面紅外望遠鏡探測到了中子俘獲過程，從而第一次提供確鑿證據證實了中子星合併就是宇宙金、鉑等超鐵元素的主要起源地。

南非誇祖魯-納塔爾大學的引力波研究專家馬寅哲在發給記者的一份電子郵件中開玩笑說：“如果有人問帶著金戒指的女性朋友，她的金戒指從哪兒來?她應該說，這是從銀河系中的合併中子星那裡產生的。”