LIGO 宣稱發現星黑洞併合時釋放的引力波
本文章最後由 mca 於 2016-2-26 19:29 編輯LIGO (鐳射干涉引力波天文台) 早在 2000 年在美國本土建立，但過去一直沒有發現過引力波，直至設備升級後，終於在昨天宣稱首次找到兩個星黑洞在互繞和併合時釋放的瞬間引力波 (也稱引力輻射)，這是首次從觀測找到引力波的直接證據，若進一步被國際承認便印證了廣義相對論預言的引力波。
今次的發現編號為 GW150914 (表示在 2015.09.14 發現)，互繞的星黑洞位於 13 億光年外，引力波源大約在銀緯南 60 ~ 80 度的範圖 (見附圖 Fermi 太空探測器的跟進觀測)，兩個星黑洞的質量分別為 36 及 29 個太陽質量，併合後的單黑洞質量減為 62 個太陽質量，其中損失的 3 個太陽質量以引力波的輻射能量 (E = mc2) 釋放。
引力波與 LIGO 有什麼關係 ?
任何天體都附帶引力場，天體在加速運動時更會攪拌引力場令其狀態產生波動，稱 "引力波"。由於相對論說引力令時空改變，結果引力波也令時空沿着傳播方向的截面不斷張縮，張縮所需的能量來自天體的加速運動，所以引力波又喻為 從天體來的"引力輻射" (gravitational radiation)。 引力波以光速傳播，但頻率及強度與天體的加速成正比，在一般情況下，到達地球的引力波弱不可察，我們要待大質量天體發生劇烈動作時才有機會偵察出來，例如兩顆中子星或黑洞的快速互繞和併合、星體爆炸、兩星系核心的碰撞等等，理論中的宇宙暴脹也會激發引力波。 引力波使空間張縮的動畫 http://www.esa.int/spaceinvideos/Videos/2015/09/Gravitational_waves。 LIGO 就是利用鐳射光測量由引力波導致空間輕微張縮的精密裝置，未升級前可分辨小至 10^-18 米的長度變化 (比較之下，質子大小約 10^-15 米)，升級後的分辨率和頻寬自然更佳了。
兩個星黑洞互繞和併合的動畫http://apod.nasa.gov/apod/ap160212.html
稍詳細的報導http://journals.aps.org/prl/abst ... vLett.116.061102#s1
On September 14, 2015 at 09:50:45 UTC the two detectors of the Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory simultaneously observed a transient gravitational-wave signal. The signal sweeps upwards in frequency from 35 to 250 Hz with a peak gravitational-wave strain of 1.0×10^−21. It matches the waveform predicted by general relativity for the inspiral and merger of a pair of black holes and the ringdown of the resulting single black hole. The signal was observed with a matched-filter signal-to-noise ratio of 24 and a false alarm rate estimated to be less than 1 event per 203 000 years, equivalent to a significance greater than 5.1σ. The source lies at a luminosity distance of 410 −180+160 Mpc corresponding to a redshift z = 0.09 −0.04+0.03. In the source frame, the initial black hole masses are 36 −4+5 M⊙ and 29 −4+4 M⊙, and the final black hole mass is 62 −4+4 M⊙, with 3.0 −0.5+0.5 M⊙ loss radiated in gravitational waves. All uncertainties define 90% credible intervals. These observations demonstrate the existence of binary stellar-mass black hole systems. This is the first direct detection of gravitational waves and the first observation of a binary black hole merger.
S&T 的報導
http://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/gravitational-wave-detection-heralds-new-era-of-science-0211201644/?utm_source=newsletter&utm_campaign=sky-mya-nl-160212&utm_content=820338_SKY_HP_eNL_160212&utm_medium=email
LIGO 怎樣解釋這次發現http://www.ligo.org/science/Publication-GW150914/index.php
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