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悉尼大学:历史上首次发现引力波引简介

发布时间:2018-03-28      浏览次数:851

悉尼大学(The University of Sydney)是坐落于澳大利亚乃至整个南半球金融中心, 贸易中心以及旅游中心悉尼市的一所世界顶尖级研究学府,被媒体誉为世界最漂亮的大学校园之一。历史悠久的悉尼大学亦被媒体称为“澳大利亚第一校”,同时也是世界大学联盟、环太平洋大学联盟、澳大利亚八校联盟、亚太国际贸易教育暨研究联盟的核心成员。悉尼大学在2018英国QS世界大学排名中排名全球第50;在2017最新出炉的QS世界大学毕业生竞争力排名第4,荣登澳大利亚榜首, 远超澳洲其他大学。

历史上首次发现引力波引简介

悉尼大学:历史上首次发现引力波引简介

历史上首次发现引力波引起媒体狂热

LIGO是专门设计用来测量引力波的,它通过测量质子宽度的一万分之一的比例来测量运动,这比原子还小。通过检测由引力波引起的微小运动,LIGO开创了科学史的新篇章。

这些波浪可能没有被人注意到,但他们的发现是科学界的一次地震。近100年前,相对论之父爱因斯坦曾预言引力波的存在。现在,他们终于被发现了,为他的理论增加了更多的证据。

海浪在1.3亿年前开始了他们的光速行程,当时地球上的植物首先试验了花朵,而最早的哺乳动物正试图避免被恐龙食用。当两颗被对方引力场锁定的中子星最终进入死亡螺旋并相撞时,这些波就产生了。

在那一刻,发生了几件事情,令人难以置信的是:在我们的近百亿年的寿命中,我们发布的能量比我们的太阳更多;原子以一种产生足够金的方式撞击在一起,形成整个星球;一个物体的密度如此之高,以至于一茶匙的重量将达到10亿吨左右。

考虑到天文学家等待这一发现的时间,对于天文学家塔拉墨菲副教授(BSc(Adv)'00 CertEdStud '12)来说,时机并不好。作为科学史上最重要的事件之一,她在华盛顿举行了一次会议,会议距离她的团队15,000公里,还有她需要参加的设备。

当她急切地回家时,她趁机打电话给她的同事,博士后研究员Christene Lynch博士和CSIRO天文学家Keith Bannister博士(12博士),并计划如何应对这一突破性事件。

关键的任务是扫描天堂寻找波浪的起点,这将允许收集更多的信息。例如,通过检查碰撞中的可见光,天文学家能够确认重金属的产生,包括行星大小的金量。

对于墨菲来说,这种搜索是非常耗费精力的,他记得小时候对科学产生了浓厚的兴趣。她的父母没有读完高中,但他们鼓励她追求兴趣。在悉尼大学找到自己是变革性的,她仍然情绪激动地谈论它。“我一生都在阅读有关科学的知识,但从来没有与除老师之外的任何人讨论过,然后我得到了uni,就像 - 哇,这是我的世界。”

这是非常激烈的。我们日夜不停地工作,头几天没有睡觉。

包括墨菲在内的约100个国际团队正在寻找由中子星碰撞形成的空间新物体。它会产生辐射,如伽马射线和X射线,当然还有引力波。作为射电天文学家,墨菲的团队正在专门寻找无线电波。

搜索引起了国际天文学界的一些紧张局势。允许在医学,化学和物理等学科中完成这项工作可以有商业应用,研究人员通常对他们的工作隐讳。天文学并非如此。

“我们拥有强大的国际合作历史,许多望远镜都有开放的天空政策,”墨菲有些自豪地说。“我们分享我们的数据。”

这次情况有所不同。LIGO由来自大部分非天文学领域的物理团队组成。当它开始运作时,LIGO提出告诉任何天文学家一项检测,只要他们签署了谅解备忘录,并同意将新闻保密。LIGO不希望媒体进行科学评估。

包括墨菲团队在内的一些天文学家签署了协议。有些没有。墨菲最终发现自己处于一个困难的位置,无法告诉甚至亲密的同事这个字面上的天文事件。不过,正如她指出的那样,许多没有签名的人仍然认为它的一部分。

“所以这个真正无聊的星系,突然有数百名天文学家将他们的望远镜指向它”,她说。“只有这么多原因会发生”。

墨菲也无法告诉任何人,她的团队是在一百个干草堆中找到针的一部分 - 这是Hydra星座中NGC 4993星系的引力波的起源点。她低估了成就。“有一个很大的运气成分,”她说。“这是我们多年来一直在努力研究的一个领域。我们非常准备。“

墨菲的另一个考虑是我们对引力波的新理解如何影响天文学的圣杯之一 - 在大爆炸后发生的事情。我们不能从可见光中提取数据,这些数据仍然从这个事件向我们传播,因为早期宇宙的雾是不透明的。但与光不同,引力波应该能够相对无阻地向我们传播。

“如果......”墨菲停顿了一下,“如果在未来很远的将来,探测器足够敏感,我们就能够探测到宇宙大爆炸本身的原始引力波。”

为了安静的时刻,她想到了这种可能性。

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