中子星疯狂旋转 诱发“引力波”

据国外媒体报道,在宇宙空间中,荡漾的着一种神秘的波,其产生的原因是重量级的天体相撞,例如中子星与黑洞相撞,还有超新星爆炸、中子星疯狂旋转等等,这一系列听起来越来越恐怖且超出想象范围的灾难性宇宙事件,这些事件发生的同时有一个共同点,这就是爱因斯坦预言中的时空结构震荡。在今年的夏天,来自欧洲多国的科学家联合证明了爱因斯坦关于时空结构震荡的理论是正确的,同时也捕获了引力波存在的证据。

  始于今年夏天,并于秋季结束的欧洲引力波探测计划中,欧洲的科学家使用了两处陆基大型引力波天线,分别是位于德国汉诺威的GEO600引力波观测站和位于意大利比萨附近的处女座(Virgo)引力波探测器。前者是德国和英国联合研制的引力波监测站,具有一套干涉仪,臂长600米。GEO计划源于2002年英国和德国发起的引力波探测计划。而处女座(Virgo)引力波探测器则是意大利、法国、波兰和匈牙利的合作项目,臂长可达3000米。

  而引力波观测站是如何探测引力波的呢?根据广义相对论,高速运动且高加速度的物体以及大质量天体运动、碰撞都会产生引力波,在这样连续的时间里形成波,也就是时空涟漪。而我们平时接触的物体质量太小,产生的引力波太弱,所以宇宙中大质量天体的运动、碰撞等行为都会产生极强的引力波。然而,这些引力波虽然极强,但是传到地球上,就变得非常地微弱了,所以在地球上对引力波进行探测需要极高的灵敏度。

  我们目前使用的探测引力波的方法是激光干涉仪,即法布里-珀罗干涉仪演变过来的。在真空的条件下,由两条长臂相互垂直结构组成,在长臂的两端悬挂在一面镜子,镜面必须具有高反射率,然后将激光打入长臂中,让激光束在长臂之间的两面镜子间来回反射,而我们需要做的,就是检测由于光程差引起的干涉条纹的变化,而之所以会出现光程差的微小变化,就是因为引力波的影响作用,这个微小的变化只有一个质子的直径大小。由于引力波是极其微弱的,所以需要进行多种隔离手段,真空仅仅是一个方面,比如还要隔离振动,这里的振动不仅包括外部环境因素造成的振动,还有内部长臂内的设备产生的振动。因而,对引力波的监测是需要非常高的技术条件。




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