当刘慈欣在《三体》中描述追击到宇宙深处的万有引力号在得知地球被三体星人占据的时候,毅然向宇宙深处发射了引力波发布了三体星的星图坐标暂时拯救人类的时候,也许也没有想到,人类和引力波“亲密接触”的速度如此之快。
北京时间2017年10月16日22时,世界各地70多家天文台的科学家代表们宣布,首次直接探测到双中子星合并产生的引力波及其伴随的电磁信号。这是人类历史上第一次实现引力波的多信使观测,这些观测覆盖了整个电磁波段:光学、红外、紫外、高能、射电,也是首次“看"到了引力波,这为认识宇宙提供了电磁天文学所不能实现的新机会。
当然,这并不是人类第一次观测到它,自2015年9月14日科学家首次探测到引力波信号以来,我们已经陆陆续续探测到4次引力波信号,但它们无一例外都是来自两个黑洞的合并。而此次探测到的第五次引力波信号则来自距离地球大约1.3亿光年水蛇座星系,由1.1倍以及1.6倍太阳质量两颗中子星碰撞所产生的。
到底什么是引力波?这还要追溯到100年前的爱因斯坦的广义相对论,广义相对论认为,时间是空间的组成部分,时间是可以更改的,不断变化的,时间甚至还有形状。它与三维空间结合在一起。用斯蒂芬·霍金的话来说是“无法解脱地交织在一起”,不可思议地形成了所谓的“时空”。
引力是由于质量所引发的时空扭曲所造成,任何有质量的物体加速运动都会对周围的时空产生影响,时空在伸展和压缩的过程中,会产生振动,这些以光速扩散的振动就是引力波。这些波动,我们可以想象为将一块石子投入水中所掀起的涟漪。
而天体剧烈活动引起的时空扰动,就好比在浩渺的宇宙中央投下一颗石子,历经10多亿年漫漫星系之旅,时空的涟漪最终与地球邂逅1秒。从1916年爱因斯坦的预言,到2016年2月首次确定探测到引力波信号,人类为了这最后1秒的相遇,苦苦探寻百年。
不容易啊,此次中子星碰撞合并所产生的引力波也同时证明了三件事情:
第一件,爱因斯坦太牛逼了。
要知道,在1905年这个人类物理学历史上的大奇迹年,没有大学学位,没有自己的实验室,时任瑞士伯尔尼专利局三级技术审查员阿尔伯特·爱因斯坦一口气在德国的物理学杂志《物理学年鉴》上发表了五篇论文,其中三篇“称得上是物理学史上的最伟大的作品”,这里面就有震惊世界的狭义相对论,但是爱因斯坦的那个大脑袋并没有停止思考,相比于之后他的发现,前三个所谓“最伟大”也就是那么回事吧。
1916年,他发表了题为《关于广义相对论的宇宙学思考》的论文,正式提出了广义相对论的物理学理论,从此人类物理学进入到了一个新的时代。
你可以说他是一个天才(即便他三岁才会说话,学业没看出半点天才的意思),同时也可以说他是一个巫师或者可以与骗子划等号的预言家,可见我的另一篇文章《人类世界最后一个预言家》,从1905年到1916年这十一年间的伟大理论成就大部分都是由他的那个大脑袋通过公式或者推测空想出来的,没有任何实质性的证明,当然事实上,那时候也不可能进行证明。
这就仿佛是一个从未来穿越过去的人,写出了鬼画符般的天书(相对论号称只有12个地球人懂),就等着未来去证明了。
通过爱因斯坦的方向,人类的科技高速发展,并且很快证明,他想的都是对的。
第二件,终于解开了重金属的起源之谜。
中子星是大质量恒星在发生超新星爆发死亡后留下的残骸,它们是宇宙中最奇异的天体类型之一,它们的密度极大,仅次于黑洞,但体量很小,一汤匙的中子星物质相当于全世界70亿人的体重加在一起的总和,直径十几公里的中子星的质量已经比太阳还大了。
根据“宇宙大爆炸”理论,在突破奇点引爆之后,高速膨胀中宇宙中只有氢、氦两种元素,而其他元素的形成基本上都是依靠核聚变的力量,这其中,金、铀等重金属的产生最为困难,也最被科学家所迷惑。
此次发现这两个中子星碰撞合并的过程中产生了大量的重元素,比如金,珀,以及铀之类,也终于找到了他们的发源地。
原来,我给媳妇买的金戒指竟然是来自于外太空,好鸡冻。
第三件,我们与外星文明之间有了约炮神器。
在20世纪70年代,飞向太阳系之外的“先驱者”号和“旅行者”号探测器上,都搭载了金属制成的人类名片,在名片上,人类以图画的形式表示出了太阳系、地球所在的位置、男人和女人的形象。而在1974年11月16日,在波多黎各落成的阿雷西博射电望远镜利用电磁波向武仙座球状星团M13发出第一封“地球电报”,其中的内容共有1679个数学符号,包含着数学、化学、生物学、人类学和天文学等丰富的情报资料的图案。
人类向广袤宇宙投出的漂流瓶,无论是物理移动的形式,还是无线电的波长,在广阔的时空维度下完全无所作为,即便等到人类灭亡,它们还未必能够飘到半人马座,更别说更遥远有可能会有外星文明的星系了。
但是,如果我们掌握了引力波呢?
还记得小说《三体》中万有引力号通过发射引力波遍布宇宙发布三体星人坐标拯救了人类吗?还记得电影《星际穿越》中,男主角也通过引力波穿越时间和空间给女儿传递重要的信息吗?
事实上,引力波作为时空扭曲所产生的曲率副产品,可以轻易穿透那些电磁波不能穿透的地方,甚至可以穿越时空,并且速度更快更稳定,这也就意味着它才是超远距离通信的最佳载体,一旦我们可以利用引力波来观测宇宙,也很快就可以利用引力波来进行超远距离的呼叫和嘶吼。
这下子大了!
霍金一直呼吁不要呼叫太空外星文明的美好愿望,连最后的保险阀也被打开了。
谁能抑制住人类已经压抑了自金字塔时代就开始渴望与外星球生物沟通和联系的数千年渴望呢?
等叶文洁们不用太阳反射也可以与外星人通讯的时候,我就想知道咱们辛辛苦苦买的房子还保得住吗?不过定期约它们来地球吃个饭,约个会还是不错的,科科。
但愿不是作死!
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