引力波背后的中国面孔 下次或中子星与黑洞相撞

2017-10-25 08:35:29来源:广州日报
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对话中科院紫金山天文台南极天文中心主任王力帆:

没中子星合并就没手机

随时准备监测黑洞相撞

广州日报:看到LIGO给你发的消息,你当时的感受是什么?

王力帆:很兴奋,我一开始有点不相信,怎么可能这么快就找到了双中子星相撞产生的引力波源。宇宙中较强的引力波源产生,往往是双黑洞相撞、双中子星相撞或者是黑洞与中子星相撞,未来,越来越多类似的事件会被人类探测到。

引力波与生命起源有关

广州日报:这次观测最让你兴奋的是什么?引力波是否与生命起源有关?

王力帆:有很多。对公众比较有意义的是引力波本身的探测,以及宇宙中元素产生的过程。它的发现佐证了爱因斯坦关于引力波的理论。

宇宙中的贵金属是怎么来的?目前已经有不少人认为双中子星相撞是最主要的来源,有人甚至认为是唯一来源。

宇宙中的氢、氦、氮、氧等元素的起源已经很清楚了,我们知道这些物质的比例。宇宙大爆炸产生一些元素,恒星燃烧又产生一些元素,但这样的反应产生到铁元素就不会再继续了,因为元素周期表里,铁原子核的结合能是最低的,照理,宇宙中不可能再产生比铁更重的元素。

以前,我们只是理论上知道,超重元素的产生可能源自中子星的并合,但并没有观测到,这次确确实实看到了。这些元素对生命产生很重要,对当下生活也很重要。

比如我们用的手机,都含有金子和稀土元素,如果宇宙中没有中子星并合的过程,这些元素可能都不会产生,人类也不可能进行手机通讯。

将在西藏探测原初引力波

广州日报:除了探测引力波,紫金山天文台的“悟空号”用来探测宇宙中的暗物质,它的探测方式是如何的?

王力帆:暗物质能够使光线弯曲。“悟空号”是要探测暗物质本身的粒子,暗物质虽基本不与其他物质发生相互作用,我们通常无法测量,但暗物质仍可能带有很弱的电磁信号,“悟空号”仍可能测量到,我们预计暗物质应该位于能量比较高的区域。

广州日报:当初你决定要让AST3-2南极巡天望远镜观测此次引力波对应的光学信号,其实也冒着望远镜损坏的风险,为何当时如此坚决?

王力帆:当时观测的角度超过了常规的范围。我就问大家要不要观测,大家并没有不同意见,所以就决定试试。经过我们试验,发现AST3-2确实可以找到引力波源所对应的坐标,就开始观测了。

广州日报:未来我国是否会研制直接监测引力波的探测仪器?

王力帆:要测试引力波,需要非常精密的设备、非常先进的技术。宇宙大爆炸本身会产生引力波,我们称之为原初引力波。我们准备在西藏阿里地区造一个原初引力波的探测器,它实际是探测十分微弱的电磁信号,由于引力波会引起电磁信号上的一些特征,我们找到这些特征,去间接证明原初引力波。

下次或中子星与黑洞相撞

广州日报:未来的研究方向有哪些?

王力帆:现在的关键课题是,以后再发现新的引力波源时,我们将如何协调起来配合观测。最近我们课题组就要开会,讨论怎样面对下一个引力波的突发事件,我们有哪些设备可以用来观测。宇宙中每一次天体的碰撞结果都不会完全一样,这次是双中子星相撞,下次可能是中子星与黑洞相撞,形成一个更大的黑洞,未来有很多未知的发现在里面。天文学是一门观测科学,它的主要目标是发现新的天文学现象。

对于望远镜传回来的光谱数据,我们仍会进一步去探测研究,看中子星相撞到底产生了哪些元素。(武威 王丹阳)

责编:樊小菲

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