三位物理諾獎得主在滬講述引力波發現秘聞

　　原標題：三位物理諾獎獲得者今天在滬講述引力波發現秘聞

新民晚報慕梁 攝

　　本年度諾貝爾物理學獎得主雷納·韋斯、基普·索恩和巴裏•巴裏什今天齊聚上海，在第二屆“復旦-中植科學獎”頒獎典禮暨第三屆“復旦科技創新論壇”上發表聯合報告《LIGO與引力波的發現》，揭秘了引力波發現的“臺前幕後”。

　　巴裏·巴裏什首先展示了兩張引力波探測器LIGO的真實設備照片，一個位於美國西海岸華盛頓州的沙漠裏，另一個在路易斯安那州的沼澤裏。“兩者所處的地理位置迥異，但它們捕獲到引力波的時候，反應是一模一樣的。”他説，“我們所探測到的頻率的寬度，也就是頻帶，差不多是在10或20赫茲到20000赫茲之間。高頻振動的赫茲數要高得多，我們耳朵可能聽不到。在最低的頻帶，噪聲主要來自於地表本身的振動，這個衰減非常快。2015年9月，我們終於收到了一個信號。起初是路易斯安那州的設備捕捉到了這個信號，很快，華盛頓州的設備也捕捉到了這個信號，而且，這兩個信號是極其相似的，這給了我們極大的信心。”  

　　基普·索恩回憶説，早在1972年，他和團隊的同事就開始研究引力波和電磁波的區別，堅信只有先把它們區分清楚了，才可以討論引力波。首先，電磁波是通過電磁感應進行傳遞，而引力波是通過你所處的時空本身的震蕩來加以傳播。還有一個最大區別，電磁波是非常容易被吸收的，或者容易被散射的，但引力波本身基本不會被吸收，它們遇到任何品質的物體，都會熟視無睹，並且加以穿透。那麼，當現在科學家把黑洞的運動軌跡展現出來後，從上面進行觀察，會看到些什麼情況呢？基普·索恩説：“你會看到兩個像漏洞狀的物體，即兩個重品質的物體，在時空當中構成了扭曲和塌陷，或者説實現了內凹。這個內凹在之前人們是沒辦法看到的，也是違背我們經典物理學原理的。所以，我們可以從這個維度看到兩個黑洞是怎麼進行運動的。兩個黑洞在互相內旋過程當中形成巨大漩渦，同時兩者合二為一形成巨浪，這是一個比喻的説法，實質上就是把時空進行扯裂，形成一個新的時空。它們在合併的過程中就形成了引力波。它就是帶著這麼大的能量，在1.3億光年以外向地球進行傳播。”  

　　雷納·韋斯説：“我一直在思考，下一代，也就是第三代引力波探測器建設與第二代不同的是，這個領域的研究，應該從天文學視野，進一步擴展到宇宙學。隨著技術的成熟和演進，我們應該追索宇宙起源時可以作為觀察點的那些黑洞，探尋它們是如何起源、演進的。目前，對第三代探測器的考量，歐洲正醞釀在地下鋪設擁有10公里長探測臂的全新大科學裝置，而美國的考量是在地上鋪設40公里長探測臂的大科學裝置。最近，又有人提出，能否做一個8公里長探測臂的探測裝置。”

　　據巴裏·巴裏什説，他們會把現在探測到的信號作為標準信號，與未來的信號進行比對。“這個夏天，法國和意大利合作在意大利建立了一個新的設備，現在波蘭也加入了進來。這個設備在10月份就已經投入使用，而且它的精度跟我們LIGO也比較相似，非常幸運的是，自然界對這一套設備也及時地做出了回應。在未來還會有一些新的探測儀投入使用，最重要的一個是在日本，另外一個在印度，這能讓我們形成全球的觀測網絡。有了更多的設備投入使用之後，我們就能夠更好地對整個天文事件發生的地點進行定位。”他説。

　　在談及對中國的科研創新有何建議時，雷納希望中國能一起參與到世界引力波的突破性研究中。他説，要做就做最好的，不要與更具科學潛力的大科學裝置擦肩而過。