這兩天，國內外天文圈不約而同地賣起關子——紛紛聲稱要有大事宣佈，卻又個個神秘兮兮、守口如瓶。
在國外，美國國傢科學基金會將在北京時間 16 日 22 時舉行發佈會，介紹美國激光幹涉引力波天文臺（LIGO）和歐洲處女座（Virgo）引力波探測器及其全球合作夥伴的新發現。同日，歐洲南方天文臺將宣佈 " 一個先前從未觀測到的天文現象的開創性發現 "。
在國內，清華大學 LIGO 科學合作組織工作組將在北京時間 10 月 17 日發佈最新引力波探測和研究成果。據悉，國內其他相關研究機構也將有所動作。
如此步調一致，看來真的要搞大新聞！雖然目前無法得知到底是何重大發現，但梳理天文圈近期動態，卻可推測一二。
從幾傢科研機構透露的信息來看，這次發現應與引力波相關。
既然如此，不妨梳理一下這兩年關於引力波的大事件：從 2015 年 9 月到今年 1 月，LIGO 曾先後 3 次單獨探測到引力波。今年 8 月，LIGO 和 Virgo 共同探測到引力波。這 4 次引力波信號均來自雙黑洞並合。剛剛過去的 10 月 3 日，3 名科學傢憑借為 LIGO 探測器建設和發現引力波所作貢獻一舉奪得 2017 年諾貝爾物理學獎。
再細細回顧，引人註目的大事件之間，還有一段 " 小插曲 "。
8 月 18 日，美國德克薩斯大學奧斯汀分校天文學傢克雷格 · 維勒在推特發文稱："LIGO 驚人新發現，伴有光學對應體。超乎想象！"1 小時後，華盛頓大學天文學傢皮特 · 尤西姆在推特透露更多細節：LIGO 觀測到星系 NGC4993 內的引力波信號，由兩個中子星並合產生，距離地球 1.3 億光年。
兩個天文學傢的爆料讓天文圈騷動起來。因為如果真如他們所言，意味著 LIGO 發現瞭新的引力波！
" 這樣的探測將標志著天文學步入新時代。"《自然》官網 8 月發表分析文章稱，與此前發現的引力波信號相比，雙中子星並合產生的引力波具有不同的特征：雙黑洞並合產生的引力波非常短暫，一般持續 1 秒甚至更短；但雙中子星並合產生的引力波可以持續 1 分鐘之久。
" 更長的引力波信號時長允許科學傢對愛因斯坦的廣義相對論進行更為精確的檢驗。"《自然》官網稱。
除此之外，雙中子星並合產生的引力波，不僅可以作為宇宙的漣漪被 LIGO 這樣的探測設備 " 聽 " 到，同時該並合事件還可以被傳統天文望遠鏡 " 看 " 到。
" 因為黑洞是能量結構，碰撞後不會產生電磁信號，而中子星作為物質結構，碰撞後可以同時帶來電磁信號爆發。" 中科院國傢天文臺研究員張承民接受科技日報記者采訪時說。
這就是為什麼，兩位科學傢爆料後，世界各地的天文望遠鏡紛紛向星系 NGC4993 的方向望去，其中包括美國國傢航空航天局（NASA）的哈勃太空望遠鏡、歐洲南方天文臺的甚大望遠鏡以及阿塔卡瑪大型毫米波 / 亞毫米波陣列等。《自然》官網報道稱，今年 8 月，NASA 的費米伽馬射線太空望遠鏡就從與星系 NGC4993 相同的方向觀測到伽馬射線暴事件。
以上線索，與目前國內外多傢機構同時緊鑼密鼓準備發佈會的狀態也十分契合。但到底是不是發現瞭雙中子星並合產生的引力波信號，我們拭目以待！
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" 引力波 " 摘得諾貝爾物理學獎
左起：美國麻省理工學院教授雷納 · 韋斯（Rainer Weiss）、加州理工學院教授巴裡 · 巴裡什（Barry Clark Barish）和基普 · 索恩（Kip Stephen Thorne）。 視覺中國 圖
北京時間 10 月 3 日 17 時 45 分許，瑞典皇傢科學院在斯德哥爾摩宣佈將 2017 年度諾貝爾物理學獎授予美國麻省理工學院教授雷納 · 韋斯（Rainer Weiss）、加州理工學院教授基普 · 索恩（Kip Stephen Thorne）和巴裡 · 巴裡什（Barry Clark Barish），以表彰他們在 LIGO 探測器和引力波觀測方面的決定性貢獻。其中，韋斯獲得一半獎金（450 萬瑞典克朗），巴裡什和索恩分享另外一半。
2016 年 2 月 11 日，美國加州理工學院、麻省理工學院以及 " 激光幹涉引力波天文臺（LIGO）" 的研究人員宣佈，他們在 2015 年 9 月 14 日探測到來自於兩個黑洞合並的引力波信號。這是人類歷史上第一次探測到引力波，證實瞭百年前愛因斯坦的預測。
雷納 · 韋斯發明的激光幹涉引力波探測器是 LIGO 裝置的基礎。他首次分析瞭探測器的主要噪聲來源，並領導瞭 LIGO 儀器科學的研究，最終使 LIGO 達到瞭足夠的靈敏度。
基普 · 索恩奠定瞭引力波探測的理論基礎，他開創瞭引力波波形計算以及數據分析的研究方向，並對 LIGO 儀器科學做出瞭重要貢獻，特別是提出瞭量子計量學理論的一系列基本概念。
巴裡 · 巴裡什領導瞭 LIGO 建設及初期運行，建立瞭 LIGO 國際科學合作，他把 LIGO 從幾個研究小組從事的小科學成功地轉化成瞭涉及眾多成員並且依賴大規模設備的大科學，最終使引力波探測成為可能。
今年 3 月 9 日，LIGO 另一位創始人、蘇格蘭實驗物理學傢羅納德 · 德雷弗（Ronald Drever）因癡呆癥惡化逝世。
在公佈首次探測結果後，LIGO 就成為瞭眾望所歸的諾獎最大熱門。然而，2016 年諾貝爾獎提名的截止時間是 1 月 31 日。外界普遍猜測，諾獎可能推遲到今年才會花落 LIGO。
去年 11 月 8 日，巴裡什在接受專訪時曾說道："我覺得我們 LIGO 的成果從科學價值來講絕對配拿諾獎，我當然沒有什麼資格對諾獎評委會說三道四。但從操作層面來說，提名確實到 1 月 31 號就截止瞭。"
LIGO 還曾被授予瞭卡弗裡天文物理學獎、格魯伯宇宙學獎、科學突破獎特別大獎和復旦 - 中植科學獎等。
引力波是愛因斯坦廣義相對論中的重要推論。時間和空間會在質量面前彎曲，時空在伸展和壓縮的過程中，會產生振動傳播開來，這些振動就是引力波。我們在地球上隨時隨地都可能遭遇來自宇宙中各種源頭的引力波：兩個黑洞合並、中子星自轉、超新星核塌縮等。然而，即使是像黑洞這樣巨大質量的系統相互碰撞、合並，產生的引力波信號傳遞到地球上也是很微弱的。就連愛因斯坦本人也想象不到，能通過怎樣的方法探測到引力波。
LIGO 激光幹涉引力波探測儀的基本思路是這樣的：兩條長度相同的探測臂呈 L 型放置，在 L 中間的拐點處放置激光源，沿兩條管子各發射一束激光，而在兩臂的末端放置一面鏡子來反射激光。在真空中，兩條同時發射的光束應該同時返回中間拐點相逢，在幹涉作用下，光束不會抵達光電探測器。但如果有引力波穿過探測儀，兩條真空管中的空間會出現微小的拉伸與壓縮，兩條光束就會出現光程差，從而外泄到光電探測器上。
截至目前，LIGO 已成功探測到 4 次引力波事件。
來源：科技日報
記者：劉園園
