北京時間2017年10月16日22點，美國國家科學(xué)基金會召開新聞發(fā)布會，宣布激光干涉引力波天文臺（LIGO）和室女座引力波天文臺（Virgo）于2017年8月17日首次發(fā)現(xiàn)雙中子星并合引力波事件（編號GW170817），國際引力波電磁對應(yīng)體觀測聯(lián)盟發(fā)現(xiàn)該引力波事件的電磁對應(yīng)體。

兩個合并的中子星

我國第一顆空間X射線天文衛(wèi)星——慧眼HXMT望遠鏡——在引力波事件發(fā)生時成功監(jiān)測了引力波源所在的天區(qū)，對其伽馬射線電磁對應(yīng)體（簡稱引力波閃）在高能區(qū)（MeV，百萬電子伏特）的輻射性質(zhì)給出了嚴格的限制，為全面理解該引力波事件和引力波閃的物理機制做出了重要貢獻，相關(guān)探測結(jié)果發(fā)表在報告此次歷史性發(fā)現(xiàn)的研究論文中。

這是人類第一次同時探測到引力波及其電磁對應(yīng)體，是引力波天文學(xué)的極為重要的里程碑，在天文學(xué)以及物理學(xué)發(fā)展史上具有劃時代的意義，正式開啟了引力波天文學(xué)時代。

什么是引力波

“德國之聲”的文章說，在廣義相對論中，引力可以用時空彎曲來解釋。假設(shè)時空就是一張蹦床：一個網(wǎng)球放在蹦床上，它只會靜靜地停在那里;而如果此時在蹦床上坐著一個人，蹦床就會向下凹陷，網(wǎng)球則會滾向凹陷處，而且越是離得近，滾得越快。網(wǎng)球被這處凹陷“吸引”了。坐在蹦床上的人體重越大，凹陷就越明顯，網(wǎng)球就越容易滾向凹陷。

同理，在時空中，引起改變的那個物體質(zhì)量越大，時空彎曲程度就越明顯，產(chǎn)生的“引力”也更大。而在那個人坐上蹦床的那一瞬，蹦床的彎曲會從凹陷中心處向外擴散;此時，如果用高速攝影機觀測、并回放慢鏡頭，會發(fā)現(xiàn)這一擴散過程是以波動的形式進行。就好像平靜的水面上投一枚石子，會產(chǎn)生一圈圈的漣漪。這就是引力波。引力波產(chǎn)生在物體加速過程中，比如恒星爆炸、黑洞碰撞，都會產(chǎn)生引力波。引力波會引起時空的伸縮、影響時空的結(jié)構(gòu)。

研究引力波有什么用

中國科學(xué)院國家天文臺研究員陳學(xué)雷認為，引力波從目前來說，作用主要體現(xiàn)在提供了一種供我們深入研究天體物理過程的重要信息來源，無論是兩個黑洞并存還是兩個中子星并存，到最后階段，其現(xiàn)象是非常復(fù)雜的。一方面有引力場的復(fù)雜相互作用，這種相互作用最后也是高度非線性的，時空都可能會發(fā)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(zhì)，對中子星來說，它里面的物質(zhì)也是密度非常高的物質(zhì)，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(tài)在兩個中子星碰撞的時候會產(chǎn)生怎樣的復(fù)雜現(xiàn)象，我們也非常希望了解，通過這些了解甚至也可以深刻地追究宇宙的基本物理規(guī)律?，F(xiàn)在我們既有了引力波的觀測，又有了光學(xué)的觀測，這為我們提供了很多信息，在未來一段時間內(nèi)會有很大的發(fā)展。星際穿越是科幻小說中的情節(jié)，真實情況不一定像小說中那么戲劇化，但可能這里頭也有很密切的聯(lián)系，對這些東西的探求可能會有非常有意思的物理規(guī)律。

國際宇航聯(lián)空間運輸委員會秘書長、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于，人類從過去到現(xiàn)在所有對自然界的觀測，包括天文觀測，主要依賴于電磁波，也就是雷達或者光學(xué)波段的電磁波對未知世界進行探測。而有了引力波以后我們就對自然界多了一種探測手段，這是一個質(zhì)的差異。引力波的探測有可能使我們了解到更豐富的有關(guān)于黑洞、中子星等等這些天體在發(fā)生一些現(xiàn)象和劇烈變化時的時空變化，所以說它對于了解物質(zhì)世界是非常有用的。

本次發(fā)現(xiàn)的科學(xué)意義

陳學(xué)雷表示，因為中子星的質(zhì)量要比黑洞小很多，要探測中子星產(chǎn)生的事件，在同樣距離上需要更高的靈敏度?？偠灾?，這是一次和上幾次引力波事件不完全相同的發(fā)現(xiàn)，因此它提供了一種新的天文現(xiàn)象的觀測手段。另外，兩個黑洞并合的時候，肯定會發(fā)出引力波，但并不清楚會不會發(fā)出光波，但中子星并合時是比較容易產(chǎn)生光波的，所以這個發(fā)現(xiàn)給我們提供了更多信息。關(guān)于引力波的觀測，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數(shù)據(jù)，能獲得的信息有限。而光波或電磁波的觀測一直以來都是天文學(xué)家傳統(tǒng)的觀測手段，放到一起觀測給出了很多信息和細節(jié)，有助于我們更好地觀測引力波。

中科院高能所“百人計劃”項目研究員熊少林說，“這是人類第一次同時探測到引力波及其電磁對應(yīng)體，是引力波天文學(xué)極為重要的里程碑，在天文學(xué)以及物理學(xué)發(fā)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(xué)時代。”