10月16日電全球多國科學(xué)家16日同步舉行新聞發(fā)布會，宣布人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波，并同時“看到”這一壯觀宇宙事件發(fā)出的電磁信號。

這張由加州理工學(xué)院和牛津大學(xué)提供的圖片顯示的是雙中子星GW170817合并的射電波觀測圖象。新華社發(fā)

美國東部時間8月17日8時41分(北京時間20時41分)，美國“激光干涉引力波天文臺”(LIGO)捕捉到這個引力波信號。此后2秒，美國費米太空望遠鏡觀測到同一來源發(fā)出的伽馬射線暴。

這是人類歷史上第一次使用引力波天文臺和電磁波望遠鏡同時觀測到同一個天體物理事件，標志著以多種觀測方式為特點的“多信使”天文學(xué)進入一個新時代。

“幾十年來，我們一直孜孜以求準備探測雙中子星合并的引力波，”美國加州理工學(xué)院LIGO數(shù)據(jù)分析小組負責(zé)人艾倫·溫斯坦教授說，“那天早上，我們所有的夢想成真。”

LIGO項目組在美國華盛頓發(fā)布這一重大發(fā)現(xiàn)。中國、德國、英國和法國等國科學(xué)家也各自舉行新聞發(fā)布會。相關(guān)論文發(fā)表在《科學(xué)》《自然》等學(xué)術(shù)期刊上。

引力波是由黑洞、中子星等碰撞產(chǎn)生的一種時空漣漪，宛如石頭丟進水里產(chǎn)生的波紋。百年前，愛因斯坦廣義相對論預(yù)言了引力波的存在，但直到2015年人類才首次探測到引力波，3名美國科學(xué)家因此獲得今年的諾貝爾物理學(xué)獎。

在8月17日的事件中，全球約70個地面及空間望遠鏡從紅外、X射線、紫外和射電波等波段開展觀測，確認引力波信號來自距地球約1.3億光年的長蛇座內(nèi)NGC4993星系。

美國田納西大學(xué)天體物理學(xué)教授邁克爾·吉德里告訴新華社記者，多信使天文學(xué)結(jié)合使用多種探測手段，是引力波天文學(xué)的一個“圣杯”，“這樣的探測將在天文學(xué)和天體物理的許多領(lǐng)域開啟全新的探索途徑。”

中國紫金山天文臺副研究員金志平參與的國際團隊，通過對此次引力波光學(xué)信號的觀測和光譜分析，首次提供確鑿證據(jù)證實，中子星合并是宇宙中金銀等元素的主要起源。金志平說：“這就是宇宙中的‘巨型黃金制造廠’。”

科普：引力波與宇宙級“盲人摸象”

新華社北京10月16日電(記者黃堃林小春)最新關(guān)于雙中子星合并產(chǎn)生引力波的發(fā)現(xiàn)備受關(guān)注。許多科學(xué)家評論說，這標志著“多信使天文學(xué)”進入一個新時代。那什么是多信使天文學(xué)?打個比方，這就是宇宙級的“盲人摸象”。

“我們常說天文學(xué)研究是‘盲人摸象’，因為宇宙太大了，要了解它太難了，一種手段往往只能了解一個方面的信息，”中國科學(xué)院國家天文臺科學(xué)傳播中心主任鄭永春研究員說，“引力波提供了一種與以往觀測方式完全不同的手段，使多信使天文學(xué)進入一個新時代。”

兩顆中子星的并合會產(chǎn)生劇烈的爆炸，這樣的事件會把重元素拋灑到太空中。圖片來源：ESO/L. Calçada/M. Kornmesser

從古人單憑肉眼仰望星辰，到伽利略第一個將天文望遠鏡對向星空，人類曾經(jīng)觀察宇宙的唯一方式就是光線。但這種觀測不僅受到天氣條件的約束，所獲得的信息也受到可見光載體的限制。

隨著科學(xué)的發(fā)展，人們逐漸認識到在可見光之外，宇宙中還存在X射線、無線電波等看不見的電磁波。通過探測它們，可以觸摸到宇宙這只“大象”的另外一些方面。比如黑洞的引力讓光線也無法逃脫，人們無法看見黑洞，但是它會釋放出很強的X射線，讓天文學(xué)家得以分析黑洞的若干性質(zhì)。

“X射線、可見光、無線電波都是電磁波，只是波長不同，所以逐漸發(fā)展出‘全波段天文學(xué)’，就是用各種波段來研究同一個天文現(xiàn)象，能得到更客觀和更深刻的認識，”鄭永春說，“還是用‘盲人摸象’打比方，用不同方式摸得多了，宇宙的‘形態(tài)’也能慢慢呈現(xiàn)出來。”

引力波的發(fā)現(xiàn)，又提供了一種全新的“摸象”方式。引力波是與電磁波本質(zhì)不同的物理現(xiàn)象，雖然百年前愛因斯坦的廣義相對論就預(yù)言了引力波的存在，但由于相關(guān)信號非常微弱，直到2015年才由美國“激光干涉引力波天文臺”(LIGO)第一次探測到由雙黑洞合并產(chǎn)生的引力波信號。

科學(xué)家想象中的中子星內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖片來源：Wikipedia | 翻譯：易舒序

本次LIGO項目組宣布發(fā)現(xiàn)的引力波，來自距地球約1.3億光年處的雙中子星合并。與黑洞合并只產(chǎn)生引力波不同的是，中子星合并除了產(chǎn)生引力波外，還發(fā)出了大量的電磁波。對于這次事件，全球約70個地面及空間望遠鏡從紅外、X射線、紫外和射電等波段進行了觀測。這是有史以來第一次，人類同時探測到來自同一個天文事件的引力波與電磁波。

這就是讓天文學(xué)家感到興奮的“多信使天文學(xué)”。引力波和電磁波作為不同的“信使”，可以告訴我們同一個天文事件在不同方面的信息。美國田納西大學(xué)天體物理學(xué)教授邁克爾·吉德里說，“多信使天文學(xué)”是天文學(xué)家長期追求的“圣杯”，將對相關(guān)領(lǐng)域的未來產(chǎn)生巨大影響。

從肉眼觀星到使用望遠鏡，從“全波段天文學(xué)”到“多信使天文學(xué)”，人類認識宇宙的手段在逐漸豐富，這頭仍有不少謎團的宇宙“大象”，最終會向人類展示出它的真面目。