諾貝爾物理學獎授予引力波科學家

領導首次探測到引力波的LIGO實驗的三位物理學家將分享今年的獎項

藝術家描繪的雙中子星產生的引力波。

正如許多人所預料的那樣,今年的諾貝爾物理學獎將頒發給三位領導了探測引力波的50年探索的科學家。萊納·魏斯、巴里·巴里什和基普·索恩將因他們在雷射干涉引力波天文臺(LIGO)上的工作而分享該獎項。該天文臺在2016年宣佈它首次探測到時空中的漣漪

瑞典皇家科學院秘書長戈蘭·漢松今天上午在宣佈該獎項的諾貝爾獎新聞釋出會上說:“今年的獎項是關於一項震撼世界的發現。” 他在比喻和字面上都談論了一項科學成就,這項成就引起了全球的頭條新聞,起源於宇宙大災難,其影響在我們地球上感覺到了,距離它們開始的地方數十億光年。

魏斯今天上午在諾貝爾獎新聞釋出會上透過電話說:“這真是太棒了。” “我認為這更多地是對大約1000人工作的認可。” LIGO 涉及來自五大洲約 90 個機構的科學家。該實驗現在已報告了四次獨立的引力波觀測。最近一次是在不到一週前宣佈的,是與 LIGO 的歐洲同行 Virgo 實驗聯合進行的。“回想起來,在早期,嘗試進行檢測,有時嘗試失敗,”魏斯回憶道。“最終成功了,這非常非常令人興奮。”


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引力波是100多年前由阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論首次預測的,是當極其巨大的物體彎曲周圍的時空時,在宇宙結構中產生的振動。LIGO迄今為止看到的訊號都來自兩個黑洞之間的碰撞——宇宙中的碰撞事故,其劇烈程度超乎想象。

諾貝爾物理學委員會主席尼爾斯·莫滕松說:“這是一項真正了不起的成就,它為近50年的實驗努力畫上了圓滿的句號。” 900萬瑞典克朗(110萬美元)獎金的一半將頒給魏斯,他是麻省理工學院的物理學家,他率先在早期設計和建造了LIGO。索恩是加州理工學院的物理學家,是該實驗的聯合創始人,他領導了理論工作,預測了黑洞碰撞產生的訊號會是什麼樣子。巴里什也是加州理工學院的物理學家,他負責幫助實驗達到探測引力波所需的極端精度。

佐治亞理工學院物理學家、LIGO科學合作組織的副發言人勞拉·卡多納蒂說:“今天對我們整個社群來說是一個特殊的日子。” “世界各地數百名科學家都在關注諾貝爾獎的直播,電子郵件和社交媒體上訊息不斷。我們中的許多人都有些眼淚汪汪,我猜想今天世界各地都會為萊納、基普和巴里,以及LIGO科學合作組織、我們在VIRGO的朋友和同事以及引力波天體物理學的未來舉行慶祝活動。這真是愉快的一天。”

LIGO由兩個雷射干涉儀探測器組成——一個在華盛頓州,另一個在路易斯安那州,用於觀察當引力波來臨時產生的空間扭曲。探測器形狀像巨大的 L,它們使用鏡子將雷射沿其垂直的四公里長的腿來回反射。極其精確的原子鐘可以檢測光線穿過腿所需時間的差異。如果一個波已經透過,在它周圍擴張和收縮地球,腿的長度將不再完全相等,其中一個雷射束將比另一個晚到一瞬間。

該實驗始於 1960 年代,但花了數十年才達到測量雷射束因引力波而顯示的微小時滯所需的靈敏度。LIGO 科學家在 2015 年 9 月首次確認了訊號,並在次年 2 月宣佈了這一發現。目前在日本、印度和其他地方正在制定類似的探測器計劃。

達特茅斯學院物理學和天文學教授羅伯特·考德威爾說:“這個獎項很重要,因為它有助於標誌著物理學和天文學新時代的開始,在這個時代,我們有了一種新的工具來探測遙遠的宇宙——使用引力波。” “事實上,那裡存在一個由黑洞和其他奇異物體組成的“黑暗世界”,我們只能透過引力波才能進入。這真是太令人興奮了——就像獲得了一種新的感覺。”

Clara Moskowitz is a senior editor at 大眾科學, where she covers astronomy, space, physics and mathematics. She has been at 大眾科學 for a decade; previously she worked at Space.com. Moskowitz has reported live from rocket launches, space shuttle liftoffs and landings, suborbital spaceflight training, mountaintop observatories, and more. She has a bachelor's degree in astronomy and physics from Wesleyan University and a graduate degree in science communication from the University of California, Santa Cruz.

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