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? ? ? ?愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論顛覆了我們對(duì)空間、時(shí)間，以至對(duì)宇宙的看法。時(shí)至今天，此重要理論仍讓科學(xué)家能準(zhǔn)確地描述天體運(yùn)動(dòng)及各種各樣的天文現(xiàn)象。根據(jù)廣義相對(duì)論，假如兩個(gè)距離很近的大質(zhì)量天體（如黑洞或中子星）互相圍繞或碰撞，周?chē)臅r(shí)空就會(huì)被扭曲，并產(chǎn)生波紋，稱(chēng)為重力波。LIGO成功探測(cè)重力波，說(shuō)明了時(shí)空可以扭曲及壓縮，成為黑洞、宇宙暴脹和大爆炸等理論的強(qiáng)力證據(jù)。?

? ? ? ?是次重力波信號(hào)是于美國(guó)東部夏令時(shí)間2015年9月14日凌晨5：51分（香港時(shí)間當(dāng)天下午5：51分），由兩臺(tái)分別位于路易斯安那州列文斯頓（Livingston, Louisiana）和華盛頓州漢福德（Hanford, Washington）的LIGO探測(cè)器所探測(cè)到，結(jié)果已獲《物理評(píng)論快訊》期刊（Physical Review Letters）接受發(fā)表。?

? ? ? ?基于觀(guān)測(cè)到的信號(hào)，LIGO的科學(xué)家估算出兩個(gè)合并黑洞的質(zhì)量大約分別是太陽(yáng)質(zhì)量的29和36倍，合并發(fā)生于13億年前（距離地球13億光年外）。大約3倍于太陽(yáng)質(zhì)量的物質(zhì)在短短1秒之內(nèi)被轉(zhuǎn)化成重力波，其功率峰值是整個(gè)可見(jiàn)宇宙總功率的50倍。這一束重力波首先到達(dá)Livingston探測(cè)器，7毫秒之后到達(dá)Hanford探測(cè)器，表示重力波源位于南半球天區(qū)。?

? ? ? ?黎冠峰教授于2月12日及2月19日下午分別主持兩場(chǎng)公開(kāi)講座《愛(ài)因斯坦的信使：探視宇宙的新窗戶(hù)》，相關(guān)新聞鏈接：http://www.cpr.cuhk.edu.hk/cutv/??

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黎冠峰教授簡(jiǎn)歷?

? ? ? ?黎冠峰教授生于香港，于劍橋大學(xué)自然科學(xué)系獲得學(xué)士與科學(xué)碩士學(xué)位(2009)，并從荷蘭亞原子物理學(xué)國(guó)家研究所(Nikhef)/阿姆斯特丹自由大學(xué)獲得物理博士學(xué)位(2013)。黎教授在2015年加入香港中文大學(xué)，此前他以Rubicon 博士后獎(jiǎng)金得獎(jiǎng)?wù)叩纳矸菰诩又堇砉W(xué)院完成了兩年的博士后研究，專(zhuān)研重力波物理。從2009年開(kāi)始，黎教授就參與Virgo 與 LIGO的研究項(xiàng)目，曾獲2013年度Stefano Braccini 國(guó)際最佳重力波物理論文獎(jiǎng)。?

如有興趣了解更多資料，請(qǐng)參閱以下網(wǎng)頁(yè)：
???????? LIGO Lab:?https://ligo.caltech.edu/?
????????????????????????? (Observatories: Livingston | Hanford)
???????? Advanced LIGO:?https://www.advancedligo.mit.edu/
???????? LIGO Scientific Collaboration:?http://www.ligo.org/
???????? 黎冠峰教授網(wǎng)頁(yè)：http://www.phy.cuhk.edu.hk/~tgfli/

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? ? ? ? LIGO直接探測(cè)到兩個(gè)黑洞在合并時(shí)所產(chǎn)生的重力波（圖片來(lái)源：Aurore Simonnet, E/PO Sonoma State University）

LIGO官方新聞稿中譯本（所有內(nèi)容概以英文版本為準(zhǔn)）：

? ? ? ?LIGO探測(cè)到雙黑洞碰撞產(chǎn)生的重力波　打開(kāi)了觀(guān)察宇宙的新窗口?

? ? ? ?有史以來(lái)，科學(xué)家第一次觀(guān)測(cè)到時(shí)空結(jié)構(gòu)中的漣漪——稱(chēng)為重力波（gravitational waves），是來(lái)自遙遠(yuǎn)宇宙中發(fā)生的災(zāi)變性事件所產(chǎn)生的信號(hào)。重力波的發(fā)現(xiàn)證實(shí)了愛(ài)因斯坦在1915年提出的廣義相對(duì)論中一個(gè)重要預(yù)言，為探索宇宙打開(kāi)了一扇前所未有的新窗口。?

? ? ? ?重力波是了解很多宇宙現(xiàn)象的唯一途徑，包括引致重力波的劇烈物理活動(dòng)，以及萬(wàn)有引力的本質(zhì)等。物理學(xué)家們確定他們所探測(cè)到的重力波，是來(lái)自?xún)蓚€(gè)黑洞合并的最后瞬間所引發(fā)的，這兩個(gè)黑洞最終形成了一個(gè)更大質(zhì)量而快速旋轉(zhuǎn)的黑洞。有關(guān)黑洞碰撞的預(yù)言及理論一直都存在，但在此之前卻一直沒(méi)被觀(guān)測(cè)到。?

? ? ? ?是次重力波信號(hào)是于美國(guó)東部夏令時(shí)間2015年9月14日凌晨5：51分（香港時(shí)間當(dāng)天下午5：51分），由一對(duì)分別位于路易斯安那州列文斯頓（Livingston, Louisiana）和華盛頓州漢福德（Hanford, Washington）的激光干涉儀重力波觀(guān)測(cè)站（LIGO）探測(cè)到。LIGO是由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金資助，并由加州理工學(xué)院和麻省理工學(xué)院構(gòu)思、建造及操作。是次重要發(fā)現(xiàn)是由LIGO科學(xué)合作組（包括GEO合作組及澳洲干涉引力天文協(xié)會(huì)）及Virgo合作組使用兩臺(tái)LIGO探測(cè)器所得出的數(shù)據(jù)而完成的，已獲《物理評(píng)論快訊》期刊（Physical Review Letters）接受發(fā)表。?

? ? ? ?基于觀(guān)測(cè)到的信號(hào)，LIGO的科學(xué)家們估算出兩個(gè)并合黑洞的質(zhì)量大約分別是太陽(yáng)質(zhì)量的29和36倍，并合發(fā)生于13億年前。大約3倍于太陽(yáng)質(zhì)量的物質(zhì)在短短1秒之內(nèi)被轉(zhuǎn)化成重力波，其功率峰值是整個(gè)可見(jiàn)宇宙總功率的50倍。這一束重力波首先到達(dá)Livingston探測(cè)器，7毫秒之后到達(dá)Hanford探測(cè)器，這意味著重力波源位于南半球天區(qū)。?

? ? ? ?根據(jù)廣義相對(duì)論，一對(duì)黑洞在相互繞轉(zhuǎn)過(guò)程中通過(guò)重力波輻射而損失能量，逐漸靠近。這一過(guò)程可持續(xù)數(shù)十億年，并在最后幾分鐘里面急劇加速演化。 在最后一秒鐘內(nèi)，兩個(gè)黑洞以幾乎是一半光速的超高速度碰撞在一起，并形成了一個(gè)質(zhì)量更大的黑洞。根據(jù)愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程E = mc2，這個(gè)過(guò)程中一部分的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成了能量，而這些能量在最后時(shí)刻以重力波超強(qiáng)爆發(fā)的形式輻射出去。此次LIGO觀(guān)測(cè)到的重力波信號(hào)就源自于這樣的過(guò)程。?

? ? ? ?20世紀(jì)70年代，羅素·赫爾斯(Russell Hulse)和約瑟夫·泰勒(Joseph Taylor, Jr.) 給出了重力波存在的第一個(gè)證據(jù)。他們?cè)?974年觀(guān)測(cè)到一個(gè)脈沖星與另一個(gè)中子星相互繞轉(zhuǎn)組成的雙星系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)由于輻射重力波，導(dǎo)致脈沖星的軌道緩慢的縮小，觀(guān)測(cè)到的軌道變化率與相對(duì)論的預(yù)言高度一致。赫爾斯和泰勒的這項(xiàng)工作獲得了1993年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。這個(gè)赫爾斯-泰勒雙星系統(tǒng)將于3億年之后并合形成一個(gè)黑洞。在最近的這個(gè)發(fā)現(xiàn)里，LIGO直接見(jiàn)證了兩個(gè)黑洞組成的雙星系統(tǒng)的壽終正寢，在雙星系統(tǒng)形成單個(gè)黑洞的瞬間投下匆匆一瞥。?

? ? ? ?"我們對(duì)于重力波的觀(guān)測(cè)完成了一項(xiàng)50年前就設(shè)定的偉大目標(biāo)。那就是直接探測(cè)到這一難以捕捉的現(xiàn)象，讓我們更好的理解宇宙，以及在愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論100周年之際恰如其分地續(xù)寫(xiě)愛(ài)因斯坦的傳奇。" LIGO實(shí)驗(yàn)室執(zhí)行官，加州理工學(xué)院的戴維·萊茲 (David H. Reitze)稱(chēng)。?

? ? ? ?重力波得以發(fā)現(xiàn)，主要是由于LIGO完成升級(jí)工作（Advanced LIGO），探測(cè)能力獲大大提升。對(duì)比第一代LIGO探測(cè)器，Advanced LIGO增強(qiáng)了儀器的靈敏度，從而大大增加了可探測(cè)的宇宙空間，在其第一次觀(guān)測(cè)運(yùn)行便發(fā)現(xiàn)重力波。美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)是Advanced LIGO的主要財(cái)政支持來(lái)源。德國(guó)的馬克斯-普朗克學(xué)會(huì)、英國(guó)的科學(xué)與技術(shù)設(shè)施委員會(huì)和澳洲研究基金會(huì)等資助機(jī)構(gòu)均對(duì)是這次項(xiàng)目作出了巨大貢獻(xiàn)。德國(guó)-英國(guó)GEO合作組織負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)并測(cè)試提高探測(cè)器敏感度的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)；AEI的Atlas機(jī)群、LIGO實(shí)驗(yàn)室、雪城大學(xué)和威斯康辛大學(xué)米爾沃基分校貢獻(xiàn)主要的計(jì)算機(jī)資源；澳洲國(guó)立大學(xué)，弗羅里達(dá)大學(xué)，斯坦福大學(xué)，紐約哥倫比亞大學(xué)和路易斯安那州立大學(xué)則設(shè)計(jì)、建造并測(cè)試了Advanced LIGO 的關(guān)鍵部分。?

? ? ? ??"1992年批準(zhǔn)LIGO最初的基金項(xiàng)目是NSF有史以來(lái)最大的一筆投資。" NSF主任弗朗斯 ·科多瓦（France Córdova）如是說(shuō)。"那是一項(xiàng)有很高風(fēng)險(xiǎn)的資助，但這正是NSF需要承擔(dān)的項(xiàng)目。我們資助一定會(huì)有所發(fā)現(xiàn)，但是還在探索歷程上的基礎(chǔ)科學(xué)和工程。我們資助開(kāi)路先鋒。這就是為什么美國(guó)依然是全球先進(jìn)知識(shí)的領(lǐng)導(dǎo)者的原因。"?

? ? ? ?LIGO的研究工作由LIGO科學(xué)合作組織（LSC）完成，這一合作組織包含來(lái)自美國(guó)和其他14各國(guó)家的1,000多名科學(xué)家。LSC中的90多家大學(xué)和研究所參與研發(fā)了探測(cè)器所使用的技術(shù)，并分析其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；約250名做出重要貢獻(xiàn)的成員是學(xué)生。LSC的探測(cè)網(wǎng)絡(luò)包括LIGO干涉儀和GEO600探測(cè)器。GEO團(tuán)隊(duì)包括來(lái)自德國(guó)馬克斯-普朗克引力物理研究所（阿爾伯特·愛(ài)因斯坦研究所（AEI））、漢諾威萊布尼茲大學(xué)與格拉斯哥大學(xué)、加迪夫大學(xué)、伯明翰大學(xué)，其他英國(guó)大學(xué)以及西班牙巴利阿里群島大學(xué)。?

? ? ? ?"這個(gè)探測(cè)是一個(gè)新紀(jì)元的起點(diǎn)：重力波天文學(xué)研究領(lǐng)域現(xiàn)在終于不再是紙上談兵了。" LSC發(fā)言人，路易斯安那州立大學(xué)物理與天文學(xué)教授加布里埃拉·岡薩雷斯（Gabriela González）說(shuō)。?

? ? ? ?LIGO這種用激光干涉儀探測(cè)重力波的方法最初是在上世紀(jì)80年代提出的，主要的提出人包括MIT物理教授、榮休教授雷納·韋斯（Rainer Weiss）；加州理工學(xué)院的理查德·費(fèi)曼理論物理講座教授兼榮休教授基普·索恩（Kip Thorne）以及加州理工學(xué)院的物理教授兼榮休教授羅納德·德雷弗（Ronald Drever）。?

? ? ? ?"這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)的內(nèi)容完美地被100年前愛(ài)因斯坦發(fā)表的廣義相對(duì)論所描述，這也是第一次廣義相對(duì)論在強(qiáng)引力場(chǎng)條件下的檢驗(yàn)。如若愛(ài)因斯坦泉下有知，真不知道他會(huì)作何反應(yīng)。"韋斯說(shuō)。??????????????????????????????????????

? ? ? ??"通過(guò)這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)， 我們?nèi)祟?lèi)開(kāi)啟了一場(chǎng)波瀾壯闊的新征程：一場(chǎng)對(duì)于探索宇宙那彎曲的一面——由彎曲時(shí)空而產(chǎn)生的事物和現(xiàn)象——的征程。黑洞的碰撞和重力波是首當(dāng)其沖的完美范例。" 索恩說(shuō)。?

? ? ? ?處女座重力波探測(cè)器（Virgo）的研究工作由Virgo科學(xué)合作組織完成，組織由250多名物理學(xué)家和工程師組成，分別隸屬于19個(gè)不同的歐洲實(shí)驗(yàn)室，包括法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心（CNRS）的6家研究所、意大利國(guó)立天體物理研究所（INFN）的8家研究所、荷蘭國(guó)家核物理及高能物理研究所的2家研究所、匈牙利維格納研究所，波蘭引力研究組，以及Virgo重力波探測(cè)器的托管機(jī)構(gòu)，位于意大利比薩（Pisa）附近的歐洲重力天文臺(tái)。?

? ? ? ?Virgo的發(fā)言人富爾維奧·里奇（Fulvio Ricci）稱(chēng)："這是物理學(xué)的重要里程碑，但更為重要的是，對(duì)于LIGO和Virgo來(lái)說(shuō)，這僅僅是它們將開(kāi)創(chuàng)的全新而激動(dòng)人心的天體物理發(fā)現(xiàn)的開(kāi)端"。?

? ? ? ?馬克斯-普朗克引力物理研究所（阿爾伯特·愛(ài)因斯坦研究所）的所長(zhǎng)布魯斯·艾倫（Bruce Allen）補(bǔ)充道 "愛(ài)因斯坦當(dāng)初認(rèn)為重力波太過(guò)微弱而無(wú)法探測(cè)，并且他從未相信過(guò)黑洞的存在。不過(guò)，我想他并不介意自己在這些問(wèn)題上弄錯(cuò)了。"

?? ? ? ?"Advanced LIGO探測(cè)器是科學(xué)與技術(shù)上的一項(xiàng)壯舉，匯聚了全球技術(shù)人員、工程師和科學(xué)家團(tuán)隊(duì)的通力合作才得以實(shí)現(xiàn)，"Advanced LIGO的項(xiàng)目領(lǐng)頭人，來(lái)自麻省理工的戴維·休梅克（ David Shoemaker）說(shuō)道: "我們及時(shí)、同時(shí)也在預(yù)算內(nèi)完成了這項(xiàng)美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助的項(xiàng)目，對(duì)此我們感到無(wú)比自豪。"?

? ? ? ?在LIGO的兩個(gè)天文臺(tái)中，全長(zhǎng)4公里的L形的LIGO干涉儀將激光分成兩束，并在兩個(gè)干涉臂之間來(lái)回穿梭（1.2米直徑的管道內(nèi)保持著近乎完美的真空）。兩束激光可以用來(lái)以極高的精度測(cè)量干涉臂末端鏡子的位置。根據(jù)愛(ài)因斯坦的理論，當(dāng)重力波經(jīng)過(guò)探測(cè)器的時(shí)候，鏡子之間的距離將會(huì)有一個(gè)極微小的改變。而即使這個(gè)改變量小于質(zhì)子直徑的萬(wàn)分之一（10-19 米），也可以被探測(cè)出來(lái)。?

?? ? ? ?"為了實(shí)現(xiàn)這一里程碑式的美妙發(fā)現(xiàn)，全球的科學(xué)家們一起合作——在GEO600探測(cè)器上開(kāi)發(fā)出來(lái)的激光與懸掛減震技術(shù)使得Advanced LIGO成為了有史以來(lái)人類(lèi)建造的最為精妙、靈敏的重力波探測(cè)器"。 格拉斯哥大學(xué)物理與天文教授希拉·羅恩（Sheila Rowan）如是說(shuō)。?

? ? ? ?對(duì)于重力波事件的方向定位，以及排除局部噪聲、確認(rèn)信號(hào)來(lái)自宇宙空間而言，獨(dú)立而又地理位置相距遠(yuǎn)的天文臺(tái)非常重要。?

? ? ? ??"但愿這第一次的觀(guān)測(cè)能夠推動(dòng)全球重力波探測(cè)器網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)工作，并在多信使天文學(xué)的時(shí)代加速實(shí)現(xiàn)信號(hào)源的精準(zhǔn)定位。"澳大利亞國(guó)立大學(xué)的引力物理中心主任，物理學(xué)教授 戴維·麥克萊蘭（David McClelland）評(píng)論道。?