大突破 首度觀測到中子星相撞產生重力波[影]

發稿時間:2017/10/17 01:49

最新更新:2017/10/17 08:33

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科學家宣布,首度觀測到兩個密度極高的中子星碰撞產生重力波和光,這兩個中子星是在1億3000萬年前碰撞,在8月間首度觀測碰撞產生的重力波。(圖取自caltech YouTube頻道網頁www.youtube.com)科學家宣布,首度觀測到兩個密度極高的中子星碰撞產生重力波和光,這兩個中子星是在1億3000萬年前碰撞,在8月間首度觀測碰撞產生的重力波。(圖取自caltech YouTube頻道網頁www.youtube.com)

(中央社巴黎16日綜合外電報導)科學家興奮宣布,首度觀測到兩個密度極高的中子星碰撞產生重力波和光,再次驗證大科學家愛因斯坦廣義相對論中重力波以光速傳播的預言,這類碰撞也是宇宙至少半數黃金的來源。

英國「衛報」(Guardian)報導,這兩個中子星是在1億3000萬年前碰撞,設在美國華盛頓州與路易斯安那州的雷射干涉重力波天文台(LIGO)觀測站,以及義大利的處女座干涉儀(Virgo),在8月間首度觀測到這次碰撞產生的重力波。

大約兩秒鐘後,地球和太空中的觀測站又偵測到以伽瑪射線形式傳來的光,分析顯示可能來自相同來源。

科學家表示,這些重要的觀測結果解決了一些存在已久的謎題,揭露了地球與宇宙其他地方重金屬的來源,也破解了衛星偵測到神秘輻射爆發脈衝的來源。

這次碰撞產生了巨大的火球,發出的震波和閃光經歷1億3000萬光年旅程後,於8月17日被地球上的觀測設施捕捉到。這些研究機構今天同時在全球各地舉行記者會宣布此事,同時在頂尖學術刊物發表十餘份科學研究報告。

法國國家科學研究中心(CNRS)共同觀測到這些現象的專家穆爾斯(Benoit Mours)告訴法新社:「我們見證了歷史在我們眼前展開:兩個中子星越靠越近,繞著彼此轉得越來越快,然後碰撞在一起,碎片四射。」

影片來源:caltech YouTube頻道
影片來源:caltech YouTube頻道

最令人驚訝的是,這次的觀測數據終於揭露了宇宙中大多數的黃金、白金、水銀和其他重元素究竟來自何處。

這些研究團隊表示,太空望遠鏡發現證據顯示,星體碰撞產生了這些物質。科學界長期以來有此懷疑,如今終於證實。

參與這次觀測的美國LIGO物理學家沙頓(Patrick Sutton)說:「非常明顯,宇宙中的重元素有很大部分,也許一半,也許更多,確實是在發生這類碰撞時產生。」

中子星是巨大的恆星燃料耗盡後爆炸和死亡剩下的壓縮核心。直徑約20公里的中子星質量就略勝我們的太陽,輻射和密度都極高,上面的一小塊物質重量就有如聖母峰。

先前就有理論指出,這樣兩個星體合在一起,將在時空中產生名為重力波的漣漪,還會出現高能輻射的閃光,稱為伽瑪射線爆發。

法新社報導,觀測機構8月17日目睹了這兩種現象,時間只差1.7秒,來源都是九頭蛇星座(Hydra)的同一個點。

LIGO另一位專家舒梅克(David Shoemaker)說:「訊號太漂亮了,不可能是別的。」

全球各地超過70個地面與太空觀測站的數千科學家努力多年,才獲得這項成果。

卡地夫大學(Cardiff University)物理與天文學院的專家沙夏普拉卡希(Bangalore Sathyaprakash)說:「這次事件象徵觀測天文學的轉捩點,將促成珍貴的科學研究成果。」

這項觀測發現也再度彰顯德國物理學家愛因斯坦(Albert Einstein)的成就,他在超過100年前就率先預測重力波的存在。

共創LIGO的先驅巴利許(Barry Barish)、索恩(Kip Thorne)和魏斯(Rainer Weiss)本月才因觀測到重力波榮獲諾貝爾物理學獎。若非他們的努力,也不可能有這次的觀測成果。

LIGO科學家2015年9月首度觀測到重力波,在此之前共僅觀測到4次,這次是第5次,卻是首次觀測到中子星碰撞融合所產生的重力波。先前4次都是出自黑洞的碰撞,反應更為激烈,但不像中子星相撞會產生光線。(譯者:中央社林治平)1061016

影片來源:LIGO Virgo YouTube頻道

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