毫无疑问,爱因斯坦是对的!还记得二月份关于引力波的大新闻吗?在爱因斯坦预言引力波存在的100年后,人类首次探测到引力波的存在。关于什么是引力波?LIGO(激光干涉引力波天文台)是如何探测到引力波?等问题我们已经在 《引力波天文学,一个新时代的开始》 详细讨论过。这次,在美国西部时间6月15日上午10点15分,LIGO再次宣布他们探测到了发生于2015年12月26日的第二个引力波事件。
如果第一次的发现让怀疑论者提出质疑,那么这次来自“爱因斯坦的圣诞节礼物”让我们信心十足。
上图显示的是LIGO第一个完整的观测季节(2015年9月12日 - 2016年1月19日)。我们可以看到LIGO探测到三个引力波事件:2015年9月那次就是上次的大新闻,这次确定探测到的事件是发生在2015年12月26日,而去年十月那次由于信号太弱所以只是疑似引力波事件。
之所以是疑似事件,是因为该事件的发生地点离我们太远,所以信噪比相对弱,显著比只有1.7倍标准差(5倍标准差才可以确定是科学发现)。
三次引力波事件在天空中的大致分布。两个确认的事件分别是:GW150914(绿色)和GW151226(蓝色),一个疑似的事件是LVT151012(红色)。【GW151226:Gravitational Wave 2015-12-26】
这次探测到的引力波也是由两颗黑洞在合并的最后阶段产生的。两颗黑洞的初始质量分别为14个太阳质量和8个太阳质量,并最终合并形成一个21个太阳质量高速旋转的黑洞。黑洞合并后以引力波的形式释放出了大约1个太阳质量的能量,经过14亿年的漫长旅行,终于抵达地球。相比之下,第一次的双黑洞质量要大的多(分别为36何29个太阳质量)。此外,由于此次双黑洞质量更小,事件的持续时间(1秒)也比第一次的时间要长了5倍。
至此,引力波的探测成为了测量黑洞质量的利器。已经确认两次黑洞合并显示为明亮的蓝色,LIGO可以计算出合并前单独黑洞的质量以及最终的合并质量。虚线边界的蓝色圆圈由于信号太弱无法确定。紫色代表X射线观测到的黑洞。(图片的纵轴代表太阳质量)
最后,再提醒一下发现引力波的重要性:爱因斯坦是对的;两个遥远的黑洞相遇并最终合并辐射出引力波的真实存在的,这位人类探索宇宙打开了一扇新窗口;时空是动态的,不再只是停留在理论层面。