重力波現身》這就是13億年前兩個黑洞相互撞擊發出的「聲音」

2016-02-12 18:40

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國際科研團隊「LIGO科學合作」(LIGO Scientific Collaboration)11日宣布證實:愛因斯坦廣義相對論百年前預言的「重力波」(gravitational waves)確實存在。

簡而言之,重力波是一種「時空曲率的漣漪」(ripples in the curvature of spacetime),以波的形式從源頭向外以光速傳播,並以重力輻射的形式傳遞能量。物體質量越大,重力波的效應越顯著,越容易被探測到。因此宇宙中最強的重力波,是來自最激烈、最壯觀的事件。

雷射干涉重力波天文台(LIGO)團隊探測到的重力波,就是來自13億光年外兩個相互環繞的黑洞,它們的軌道逐漸變小,速度越來越快,距離越來越近,直到相互撞擊並合而為一,並在過程中輻射出重力波。

LIGO團隊並將偵測到的重力波轉換為聲波,讓大家聽聽兩個黑洞相互撞擊發出的「宇宙漣漪」。

這是黑洞相互撞擊的電腦模擬畫面

2015年9月14日,美東夏令時間凌晨5時51分(台灣時間14日下午5時51分),LIGO分別位於路易斯安那州利文斯頓(Livingston)與華盛頓州漢福德(Hanford)、相距3000公里的兩座探測器,同時接收到13億光年外兩個黑洞傳來的「漣漪」,經過反覆驗證,終於確認這個後來被命名為「GW150914」的訊號,就是愛因斯坦百年前預言的「重力波」。

LIGO團隊領導人舒梅克(David Shoemaker)形容:「那個訊息就像是鳥兒啁啾(chirp),從20或30赫茲(hertz)的低頻開始,有如貝斯(bass guitar)的最低音域,然後轉瞬間上揚,到達150赫茲左右,約莫是鋼琴的中央C。」

「訊息顯示兩個黑洞的軌道越來越小,速度越來越快,直到兩者合而為一。就在這個波形(waveform)的尾聲,我們看到合體的黑洞晃動著,就像是一團果凍,最後漸漸穩定下來。」

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