三位物理诺奖获得者今天在沪讲述引力波发现秘闻

新民晚报慕梁 摄

　　【新民晚报·新民网】本年度诺贝尔物理学奖得主雷纳·韦斯、基普·索恩和巴里•巴里什今天齐聚上海，在第二届“复旦-中植科学奖”颁奖典礼暨第三届“复旦科技创新论坛”上发表联合报告《LIGO与引力波的发现》，揭秘了引力波发现的“台前幕后”。

　　巴里·巴里什首先展示了两张引力波探测器LIGO的真实设备照片，一个位于美国西海岸华盛顿州的沙漠里，另一个在路易斯安那州的沼泽里。“两者所处的地理位置迥异，但它们捕获到引力波的时候，反应是一模一样的。”他说，“我们所探测到的频率的宽度，也就是频带，差不多是在10或20赫兹到20000赫兹之间。高频振动的赫兹数要高得多，我们耳朵可能听不到。在最低的频带，噪声主要来自于地表本身的振动，这个衰减非常快。2015年9月，我们终于收到了一个信号。起初是路易斯安那州的设备捕捉到了这个信号，很快，华盛顿州的设备也捕捉到了这个信号，而且，这两个信号是极其相似的，这给了我们极大的信心。”

　　基普·索恩回忆说，早在1972年，他和团队的同事就开始研究引力波和电磁波的区别，坚信只有先把它们区分清楚了，才可以讨论引力波。首先，电磁波是通过电磁感应进行传递，而引力波是通过你所处的时空本身的震荡来加以传播。还有一个最大区别，电磁波是非常容易被吸收的，或者容易被散射的，但引力波本身基本不会被吸收，它们遇到任何质量的物体，都会熟视无睹，并且加以穿透。那么，当现在科学家把黑洞的运动轨迹展现出来后，从上面进行观察，会看到些什么情况呢？基普·索恩说：“你会看到两个像漏洞状的物体，即两个重质量的物体，在时空当中构成了扭曲和塌陷，或者说实现了内凹。这个内凹在之前人们是没办法看到的，也是违背我们经典物理学原理的。所以，我们可以从这个维度看到两个黑洞是怎么进行运动的。两个黑洞在互相内旋过程当中形成巨大漩涡，同时两者合二为一形成巨浪，这是一个比喻的说法，实质上就是把时空进行扯裂，形成一个新的时空。它们在合并的过程中就形成了引力波。它就是带着这么大的能量，在1.3亿光年以外向地球进行传播。”

　　雷纳·韦斯说：“我一直在思考，下一代，也就是第三代引力波探测器建设与第二代不同的是，这个领域的研究，应该从天文学视野，进一步扩展到宇宙学。随着技术的成熟和演进，我们应该追索宇宙起源时可以作为观察点的那些黑洞，探寻它们是如何起源、演进的。目前，对第三代探测器的考量，欧洲正酝酿在地下铺设拥有10公里长探测臂的全新大科学装置，而美国的考量是在地上铺设40公里长探测臂的大科学装置。最近，又有人提出，能否做一个8公里长探测臂的探测装置。”

　　据巴里·巴里什说，他们会把现在探测到的信号作为标准信号，与未来的信号进行比对。“这个夏天，法国和意大利合作在意大利建立了一个新的设备，现在波兰也加入了进来。这个设备在10月份就已经投入使用，而且它的精度跟我们LIGO也比较相似，非常幸运的是，自然界对这一套设备也及时地做出了回应。在未来还会有一些新的探测仪投入使用，最重要的一个是在日本，另外一个在印度，这能让我们形成全球的观测网络。有了更多的设备投入使用之后，我们就能够更好地对整个天文事件发生的地点进行定位。”他说。

　　在谈及对中国的科研创新有何建议时，雷纳希望中国能一起参与到世界引力波的突破性研究中。他说，要做就做最好的，不要与更具科学潜力的大科学装置擦肩而过。（新民晚报记者 王蔚）