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无法抗拒的引力波?我们和LIGO女科学家聊了聊

造就  · 公众号  · 科技自媒体  · 2017-03-14 21:45

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是这个促使你去LIGO工作的吗?


冈萨雷斯: 我是阿根廷人,当我在阿根廷上大学时,相对论对我来说是一种非常美妙的理论。当时,科尔多瓦大学研究相对论的团队实力很强,我开始在那里从事一些理论研究。

在我拿到本科学位的时候,我的丈夫念完了博士。雪城大学在相对论和量子引力论的研究上颇有实力,而这正是我丈夫想要从事的研究。于是,我们就来到了雪城大学。我们是2月份到的,刚好遇上了暴风雪。地理和气候差异给我们带来的冲击可真不小。

在我念研究生的第三年,一位名叫彼得·索尔森(Peter Saulson)的新教授加入了雪城大学,他向我们介绍了LIGO以及如何测量这些时空扭曲。 探测发生在地球上、发生在你我身边的事情,借助时空的波动,了解到数百万光年以外的黑洞讯息,所有这些,让我无法抗拒。

我当时说,这就是我想做的事情。


于是,我就干了这一行。我们可以探测这种对宇宙而言至关重要的时空扭曲,这一点一直激励着我。


冈萨雷斯站在“Y臂”前,这是LIGO两条长臂中的一条。科学家会通过这种长达四千米的隧道发射激光


你们主要探寻什么类型的对象?


冈萨雷斯: 中子星是除黑洞之外密度最大的天体。我们知道,中子星经常成对出现,彼此围绕对方运行并逐渐靠近。它们以引力波的形式失去能量,当它们合二为一时,就会形成一个黑洞。

我们还认为,很多中等大小的黑洞也会做同样的运动,最终形成更大规模的黑洞。因此,这类双星系统是最有可能被探测到的引力波来源。

我们还在寻找引力波的随机背景辐射(就好比引力波产生的噪声),我们认为,它是在宇宙大爆炸发生后不久形成的。引力波背景辐射存在于各个频率。它可能太过微弱,我们无法观测到,但我们也在尝试。



Advanced LIGO如何探寻引力波?


冈萨雷斯: 对我来说,这是最令人不可思议的事情。LIGO这部仪器极为复杂,却又十分精密。它是一部干涉仪,也就是说,我们会用光束分离器,把一束激光一分为二。

两束激光穿行于两条相互垂直的长臂中,每条长臂都有四千米长,末端的镜子会把它们反射回来,使它们再次汇合。我们可以检测出这些激光束所穿行距离的细微差异。

这种方法运用的原理是, 引力波使时空发生了扭曲,因此一条臂会变得更短,另一条会更长。 这会使激光束返回探测器时,产生相位差,而我们看到的就是光量的变化。

如果没有引力波,当激光束返回时,它们应该是完全异相的,我们不会检测到光。而如果存在引力波,我们就会检测到一部分光。







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