“看”和“听”，引力波探测“耳聪目明”

北京时间16日22:00，在天文学中广泛传播的“重大发现”终于出现了。

美国国家科学基金会在新闻发布会上宣布，欧洲的LIGO和处女座引力波探测器于8月17日首次发现了两颗中子星合并产生的引力波信号。

"这是天文学家一直在等待的发现！"中国科学院高能物理研究所的熊少林是中国眼望远镜伽马射线爆发和引力波电磁对应项目的负责人。他评论说，这次引力波探测事件在天文学和物理学上具有“划时代”的意义。

从2015年9月到今年8月，科学家已经四次探测到引力波信号，都来自双黑洞合并事件。

"与以前相比，这次引力波事件最大的不同是电磁信号是同时产生的."熊少林在接受《科技日报》记者采访时表示，黑洞合并时是“黑暗的”，除了引力波信号，不会产生任何电磁信号，包括无线电信号、可见光、红外光、x光、伽玛射线等。

中国科学院国家天文台的研究员张成敏告诉《科学日报》，问题的根源在于黑洞属于能量群，而中子星属于物质结构，因此后者不仅能产生引力波，而且在合并时还会引起电磁信号爆发。

正因为如此，来自世界各地的数十架地面和太空望远镜登上舞台，对这一历史上罕见规模的引力波事件进行了联合观测。因此，人类第一次同时探测到引力波和它们的电磁对应物。

过去，人类一直用传统的望远镜观察宇宙，并通过“观察”来了解宇宙。LIGO开启了2015年观察宇宙的第二扇窗户，人类终于可以“听到”宇宙的涟漪。但这两者是孤立的，而不是结合在一起的。”熊少林说，现在人类终于能够用“双剑”结合“看”和“听”来探测引力波了。

熊少林说，LIGO对引力波信号的发现具有重大的历史意义，但从探测的角度来看，引力波信号也是不完善的。也就是说，引力波探测器可能知道引力波事件的位置，但是它们不能精确定位它们的位置。然而，传统的望远镜使用电磁信号作为其研究手段，可以与引力波信号形成互补关系，丰富研究宇宙的信息。

"引力波信号和电磁信号在天文学中被称为‘信使’。"熊少林说，引力波探测事件的意义在于它标志着多信使天文学时代的到来。

除了上述两个信使，还有中微子和宇宙射线。“在未来，我们可以期望同时从四个维度研究同一个宇宙事件，这是天文学家的梦想。”熊少林说。

中子星的质量通常相当于一个或两个太阳，是黑洞质量的十倍，因此由两个中子星组合产生的引力波信号更弱张成敏说，由于中子星的质量较小，双中子星的重合轨道收缩更慢，引力波持续时间更长。

幸运的是，组合的双中子星位于星系NGC4993中，距离地球只有1.3亿光年，并产生非常强的引力和电磁信号。它的引力波信号持续了大约100秒。

捕获两颗中子星合并产生的引力波信号对天文学研究也有重要意义。张成敏告诉记者，双中子星系统是恒星演化到晚期的产物，在宇宙中非常丰富。它们可能构成引力波的背景噪音，并在研究宇宙早期演化中发挥重要作用。

10月3日，2017年诺贝尔物理学奖授予三位美国科学家，表彰他们在LIGO探测器建造和引力波发现方面的杰出贡献。

“将引力波信号与电磁信号结合起来用于天文学研究有着广阔的空间，并且涉及相当多的重要科学问题。”熊少林说，如果允许他预测，将来肯定会有诺贝尔奖级的发现。(北京，10月16日，《科技日报》)