科普:引力波与宇宙级“盲人摸象”
新华社北京10月16日电(记者黄堃林小春)最新关于双中子星合并产生引力波的发现备受关注。许多科学家评论说,这标志着“多信使天文学”进入一个新时代。那什么是多信使天文学?打个比方,这就是宇宙级的“盲人摸象”。
“我们常说天文学研究是‘盲人摸象’,因为宇宙太大了,要了解它太难了,一种手段往往只能了解一个方面的信息,”中国科学院国家天文台科学传播中心主任郑永春研究员说,“引力波提供了一种与以往观测方式完全不同的手段,使多信使天文学进入一个新时代。”
两颗中子星的并合会产生剧烈的爆炸,这样的事件会把重元素抛洒到太空中。图片来源:ESO/L.Calçada/M.Kornmesser
从古人单凭肉眼仰望星辰,到伽利略第一个将天文望远镜对向星空,人类曾经观察宇宙的唯一方式就是光线。但这种观测不仅受到天气条件的约束,所获得的信息也受到可见光载体的限制。
随着科学的发展,人们逐渐认识到在可见光之外,宇宙中还存在X射线、无线电波等看不见的电磁波。通过探测它们,可以触摸到宇宙这只“大象”的另外一些方面。比如黑洞的引力让光线也无法逃脱,人们无法看见黑洞,但是它会释放出很强的X射线,让天文学家得以分析黑洞的若干性质。
“X射线、可见光、无线电波都是电磁波,只是波长不同,所以逐渐发展出‘全波段天文学’,就是用各种波段来研究同一个天文现象,能得到更客观和更深刻的认识,”郑永春说,“还是用‘盲人摸象’打比方,用不同方式摸得多了,宇宙的‘形态’也能慢慢呈现出来。”
引力波的发现,又提供了一种全新的“摸象”方式。引力波是与电磁波本质不同的物理现象,虽然百年前爱因斯坦的广义相对论就预言了引力波的存在,但由于相关信号非常微弱,直到2015年才由美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)第一次探测到由双黑洞合并产生的引力波信号。