今年诺贝尔物理学奖三名得主所属的激光干涉仪重力波观测站(LIGO),与处女座重力波团队(Virgo)日前宣布再有重大发现,首次观测到由中子星相撞而产生重力波和光的天文现象。本港唯一参与LIGO研究的中文大学团队表示,这次发现再次印证爱因斯坦广义相对论,重力波以光速传播的预言,亦解开逾半世纪以来伽玛射綫暴如何产生的疑问,更成功观测到金、银、铂等重金属元素形成迹象。
爱因斯坦的广义相对论提出,重力波是时空本身的「涟漪」,两个黑洞互撞或两个中子星互撞会产生重力波,更预言重力波以光速传播,这一说法随着LIGO去年成功探测黑洞互撞产生的重力波后,逐步被印证,三名科学家更凭此成果获得今年诺贝尔物理学奖。然而由于黑洞没有光,科学家们当时未能证实重力波的源头位置,以及其传播速度。直至今年八月十七日,LIGO-Virgo团队和约七十个地面、太空观测站,先后探测到一个特别的重力波讯号,在其出现约两秒后连带探测到一个伽玛射綫暴,不少天文望远镜随即观测到,于银河系长蛇座中有一个新的闪亮光源,各地LIGO-Virgo团队那时起开始计算和比照数据,以确定重力波的源头。
中大参与运算部分
中大是本港唯一有份参与LIGO研究的院校,带领团队的物理系助理教授黎冠峰指,中大主要参与运算部分,协助将收集起来的数据进行建模、模拟运算。整个LIGO-Virgo团队花近两个月时间,终确定重力波来自距地球一点三亿光年外,两个和太阳质量相若、相当于城市大小的中子星互相碰撞所形成。团队亦于香港时间周一晚,在《物理评论快报》发表论文。
黎冠峰表示,这次发现同时确认了,最少有部分伽玛射綫暴是由中子星互撞而产生,解开了一个逾半世纪以来的疑问,「团队亦观测到像金、银、铂等元素形成的迹象,不少外媒报道时都形容『LIGO掘到金矿』」。
「LIGO掘到金矿」
他解释称金、银等重金属在于自然界中贮存量有限,不能人工制造出来,而这次发现有助解释这些元素最初的形成。
中大物理系校友、知名德国国籍华人天文学家叶永烜所任教的台湾国立中央大学,也有研究团队参与探测这次中子星互撞,他形容今次是「本世纪天文学最重要的发现」,并预料随着各地更多探测站成立,会有更多中子星互撞事件被探测到。
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