来自黑洞的重力波验证了爱因斯坦的预测

华盛顿 - 宇宙织物的空间和时间终于发现了，开设了一个探索宇宙的新大道。

历史性发现这些震颤的震颤，被称为引力波，几乎是一个世纪之后的一个世纪之后，因为爱尔伯特爱因斯坦首先让他们存在。研究人员具有先进的激光干涉仪的重力 - 波天文台或高级利波，宣布了2月11日在新闻发布会上进行了精彩探测，并在纸上审查信件。引力肿胀起源于7.5亿多年的光年，其中两个会聚黑洞的高速舞蹈震动了行星，星星和星系的基础。

“这是宇宙首次通过引力波对我们说话，”利波格实验室执行主任大卫雷伊兹在新闻发布会上表示。

该发现立即成为诺贝尔奖的可能候选人，而不仅仅是因为它围绕几十年的证据来了解了一大堆证据，支持爱因斯坦的1915年的第1915章的相对论。“引力往往允许我们看宇宙，而不是用重力，”埃文斯顿西北大学的天体物理学家Shane Larson说，引力波可以暴露黑洞和其他极端现象的血清细节用传统的望远镜获得T.有了这个发现，引力波天文学的时代已经开始。

该检测发生在2015年9月14日，在正式开始前四天进行新升级的观测所观察。引人注目的黄金如此迅速提高希望对即将发生的瞄准令。

在两个黑洞之后长时间抵达地球的短暂爆裂，一个约36倍的太阳的质量，另一个大约29，彼此螺旋旋转并结合。如果Isaac Newton对重力有正确的，那么两个黑洞的质量将施加一个看不见的力，将物体拉到一起。但是，一般相对论认为，那些黑洞合并，因为它们的质量缩进了空间和时间的结构（SN：10/17 / 15，p。 16）。由于黑洞在靠近时空的深处凹坑附近，它们还搅拌了这种织物，发出引力辐射（或重力波，因为科学家经常称之为）。与更多熟悉的波浪不同，这些引力涟漪不会“通过”空间;它们是时空本身的振动，以光速向外传播。

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几乎所有物体加速的每个例子都会产生重力波 - 你今天早上生产的虚弱。高级利罗在更可检测的（和科学相关）票价上进行微调，从地区发出的波浪，其中大量群众填充到小空间并非常快速地移动。这些黑洞肯定有资格。它们的巨大质量填充到直径约150公里的球体中。当黑洞经历了最终统一的暴跌时，它们在大约一半的光速下彼此圈出。9月14日在4:50 A.M.东部时间，黑洞在其最后一分的独立性期间发出的重力波遇到了两个L形的Ligo探测器。

Ligo的探测器在Hanford，洗涤。和LaiveSton，La。，在升级五年后新重新激活，每个激光器分成两个垂直，4公里长的光束。当Spacetime的重力水平平静时，光束在连接处重新组合并互相抵消 - 一个光束的1,064纳米的激光的槽完全否定了第二梁波的波峰。

但是来自黑洞对的引力扰动扭曲了时空，略微挤压了探测器的一个手臂，同时拉伸另一个（SN：1/8/00，p。 26）。当光束重组时，光不再完美匹配。探测器感应了最距离最小的距离未错过谷，大约千分之一的质子。

LIGO设施将信号分开仅为7毫秒，表示来自深空的光速脉冲，而不是从地下地震或沿着高速公路隆隆声隆起的较慢的振动。物理学家使用组合测量来估计黑洞为7.5亿至18亿光年的距离。将需要至少一个检测器，优选两个，以将天空中黑洞的精确位置进行三角形。

虽然约会在制造中是数百万年的历史，但只有最终的第二十分之二为第二次产生的重力波，并通过先进的Ligo检测所需的强度和频率。那些十分之二的第二个讲述了一个故事。起初，黑洞彼此圈出约17次;到最后，它是75。重力波频率和强度达到峰值，然后合并黑洞。这个节目结束了。

将波测量与计算机模拟相结合，科学家确定了一对36和29太阳能的黑洞已成为一个62太阳能野兽。缺少的三个太阳的质量被转变为能量（再次，E = MC2）并以重力波的形式传递。质量能转换期间的功率输出超过了宇宙中所有恒星的组合。

观察到的信号与黑洞合并几乎完美的物理学家匹配。英国哥伦比亚大学的天体物理学家没有参与利罗，说她和她的同事是“被这是多么美丽的。”翻译成声音，信号类似于隆隆声，然后是啁啾。“它像拇指一样突出，”Ligo的主要建筑师之一Rainer Weiss说。“我们没有想到这一点。”Weiss只是在前几天访问了Livingston，几乎关闭了探测器来解决一些小问题。他这样做了，“我们会错过它。”

尽管存在似乎毫无疑问的信号，但Ligo研究人员进行了一系列严格的统计测试。信号存活。“我整个团队对团队有很大的信心，他们用数据所做的一切，”楼梯说。

Ligo的公告落在两个非常相关的百年之间：爱因斯坦介绍了一般相对论（1915年11月）和他对引力波的预测（1916年6月，虽然他不得不两年后修复数学）。罗素·霍鲁斯和约瑟夫泰勒Jr.赢得了1993年诺贝尔物理学奖，用于基于称为中子星的恒星尸体的动作和一个紧密轨道的伴侣的议案来推断重力波发射。现在，先进的利戈密封了第一次直接测量的交易。

该天文台实现了它的前任，从2001年到2010年开始，不能因为五年的升级而增强了至少一倍的灵敏度。增加的灵敏度转化为识别更多远程对象：如果第一代LiGo的搜索区域包括所有可以在棒球内配合的空间，高级利禄可以发现篮球内的一切。与日常大小对象的比较结束于那里。麻省理工学院的项目领袖大卫·施泰姆制作，高级利戈的范围在所有方向上延伸到阳光大众的大约100倍的物品大约100倍。扩展到达，加上与黑洞相关的波浪频率的额外提升，使历史检测能够。

这种能够检查黑洞和其他有影响力的暗物对象而没有实际“看到”它们的光线有光学家对引力的波浪时代兴奋。黑洞吞噬了一些物质，并在强大的喷气机中发射休息，在星系内和之间的散射原子;成对的中子恒星，也可能最终引发伽马射线爆发，最聪明，最有能量的爆炸中的宇宙。

然而，虽然这些宇宙麻烦制造者的影响有时与传统望远镜有时可见，但是物体本身不是。重力波提供直接探头，作为奖励，他们不会因为光而被气体，灰尘和其他宇宙吸收器阻碍。“它开辟了一个新的窗口进入天文学，我们从未拥有过，”John Mather说，诺贝尔赢得了新闻发布会的诺贝尔的天体物理学家。在此发现之前，科学家从未观察过一对互相绕过的黑洞。科学家们所说的下一步是，通过重力波和光观察附近的超新星或中子恒星的碰撞。

引力波天文学已经开始具有先进的利焦检测，但还有很多才能来。Ligo科学家仍然有三个月的数据来排序，从他们的第一轮观察中排序，并且对信号的分析表明相似的事件每年都会发生多次。与此同时，研究人员正在升级探测器，使他们能够现场清除中子星和黑洞碰撞。Ligo首席探测器科学家Peter Fritschel说，天文台应恢复起来并跑步。

今年晚些时候，欧洲合作伙伴协作计划重新启动了他们改进的重力波天文台，意大利附近的PISA附近的先进处女座，提供了一个关键的第三超细管检测器，用于精确定位重力波来源。类似的探测器在日本和印度的作品中。

研究人员设计了Ligo在甜蜜点中汲取的光波，为融合黑洞和中子恒星，频率从几十赫兹到几千人。但就像科学家使用无线电和伽马射线望远镜探测不同频率的光线一样，物理学家正在建立对一系列重力波频率敏感的探测器。ELISA使命是一个由三个微型卫星组成的空间观测站，将在2030年代推出时，将在1赫兹频率下寻找频率的波浪。卫星三重奏应该能够从早期宇宙中解决黑洞以及阳光质量的数百万次。1月22日，一颗卫星设计用于测试ELISA技术的卫星在阳光下落入轨道约150万公里。“我们在各种频率下有检测技术，这些频率在大致相同的时间内变得可行，”西北的Larson说。

Ligo结果与2014年重力波瞄准的主张无关，因为在南极附近的科学家们的科学家（SN：2/21/15，p。 13）。Bicep2和类似的望远镜捕获重力波的频率远远低得多，从爆炸后的分秒跨度的信号混响，当空间本身迅速伸展时，从爆炸的爆炸之后。虽然没有直接检测到，但这些通胀 - 时代重力波应该在宇宙的最早光线，宇宙微波背景中编码。

科学家们可能很快探测引力波的味道。但是，现在，他们可以在达到100年的发现中晒太阳。“这是一个真正是一个科学的Moonshot，”Reitze说。“我们做到了。我们降落在月球上。“