北京時間2015年9月14日17點50分45秒,激光干涉引力波天文臺(LIGO)分別位于美國路易斯安那州利文斯頓和華盛頓州漢福德的兩個探測器,觀測到了一次置信度高達5.1倍標準差的引力波事件:GW150914。根據(jù)LIGO的數(shù)據(jù),該引力波事件發(fā)生于距離地球十幾億光年之外的一個遙遠星系中。兩個分別為36個和29個太陽質(zhì)量的黑洞,并合為62個太陽質(zhì)量的黑洞,雙黑洞并合最后時刻所輻射的引力波的峰值強度比整個可觀測宇宙的電磁輻射強度還要高十倍以上。
北京時間2016年2月11日23點40分左右,LIGO負責人、加州理工學(xué)院教授戴維·雷茨宣布:LIGO探測到了引力波。這項非凡的發(fā)現(xiàn)標志著天文學(xué)已經(jīng)進入新的時代,人類從此打開了一扇觀測宇宙的全新窗口。
多維解讀
引力波引領(lǐng)我們走向星辰大海
1915年,愛因斯坦發(fā)表廣義相對論論文,論證了引力的本質(zhì)是時空幾何在物質(zhì)影響下的彎曲。1916年,愛因斯坦在廣義相對論的框架內(nèi)又發(fā)表論文論證,引力的作用以波動的形式傳播,這就是引力波。但100年來,誰也無法證實愛因斯坦這個假說的存在。現(xiàn)在,科學(xué)家終于用LIGO探測器探測到距離地球約13億光年的兩個大約30個太陽質(zhì)量的黑洞碰撞所發(fā)出的引力波。引力波的意義,不僅僅在于驗證了廣義相對論,更在于它對天文探測具有的重要作用。我們也因此知道數(shù)十倍太陽質(zhì)量的黑洞是可以存在的。
在劉慈欣的科幻小說《朝聞道》中,外星文明“排險者”,正是通過引力波掌握了宇宙終極理論。我們生在這個時代,得以見證物理學(xué)歷史的重大進程,這是我們的幸運。科學(xué)歷史上跨越一個世紀的長跑,到此為止抵達了一個終點,卻又遠遠不是結(jié)束。因為一個新的時代,已然悄悄開啟,地球人或許可以成為現(xiàn)實中的“排險者”。我們的先人曾說:“朝聞道,夕死可矣?!钡拇_,在宇宙這一維度下,人類短暫的一生顯得那么微不足道。但值得慶幸的是,人類的文明卻可以超越時空,變得永恒。我們用知識去認識這個宇宙,去探索我們生存的廣袤世界,并且在這條道路上,小心翼翼又鍥而不舍地前進著,每向前邁出小小的一步,都是智慧文明最偉大的結(jié)晶。
引力波開拓人類認知的新世界
引力波顯然對于普通人而言極為艱澀難懂。不過,最為通俗的解釋便是,引力波就像一個池塘中投下一枚石子所引起的漣漪,只不過,引力波是時空的漣漪。較為專業(yè)的說法是,與電荷運動時會產(chǎn)生電磁波相似,物質(zhì)在運動、膨脹、收縮的過程中,也會在時空產(chǎn)生漣漪并沿時空傳播到另一處,這便是引力波。這一發(fā)現(xiàn)打開了人們感知、了解、觀察、認知和解釋大千世界的更為廣袤的新空間。如果說,過去人類認識世界只是靠眼耳鼻舌身這些不同的感知窗口,然后靠大腦來合成這些不同感官所感知到的事物的全貌,那么,引力波的被檢測到就為人們認知世界打開了一扇新大門,讓人類能用其他的感知途徑來更為全面和深刻地觀察世界。
所以,這也提供了一種新的思維視角,我們?nèi)祟愑邢薜母兄纬珊惋@示出來的可能是被歪曲的世界,大量復(fù)雜而多元的世界還不被人類所認知。這個原理也非常類似于人和其他動物由于感知世界的器官和工作原理的不同,而對世界產(chǎn)生的認知差異。例如,人有三種視錐細胞,能看到七彩色調(diào),但犰狳和樹懶則只有視桿細胞而無視錐細胞,它們看到的世界只是黑白世界。以此來看,人類過去看不到或檢測不到引力波的存在就如同犰狳和樹懶只有視桿細胞而無視錐細胞一樣。幸運的是,人能制造工具和儀器來彌補感官的缺陷,在LIGO探測器的幫助下,就如同讓犰狳和樹懶獲得了視錐細胞一樣,讓人看到了世界是七彩的,甚至是更多彩的,也就會改變認知。但是,通過引力波來觀察世界是不是就更能還原一個本真的世界呢?至少現(xiàn)在還不能,因為人類還缺乏解讀的能力。
課堂內(nèi)外·創(chuàng)新作文高中版2016年7期