人类再探测到双黑洞合并引力波 证实爱因斯坦预言

　　黑洞合并释放的能量要借助质能方程求解

　　物理学家根据探测到的引力波波形并结合计算机数值模拟推断，两颗黑洞的初始质量分别为14.2颗太阳和7.5颗太阳，合并成了一颗20.8倍太阳质量的高速旋转大黑洞。看到这里发现哪里不对劲了吗?通常来讲，14.2颗太阳质量的黑洞加7.5颗太阳质量的黑洞应该等于21.7颗太阳质量才对，另外0.9颗太阳质量去哪里了呢?

　　爱因斯坦著名的质能方程

　　这里要用到爱因斯坦最著名的方程式E=MC^2来解释了。该方程不仅能解释原子核放出巨大的能量，还能解释这次黑洞碰撞发出的汹涌引力波。0.9颗太阳质量以引力波的形式发出去了!

　　即使如此巨大的功率，经过14亿光年漫长的旅途之后，汹涌的时空海啸已经变为轻抚地球的涟漪，振幅仅10^-22米(比上次引力波事件的振幅还小一个数量级)，也就是说4千米长的LIGO激光干涉臂仅伸缩10^-19米(原子核尺度的万分之一)。

　　共振型引力波探测器

　　上世纪60年代，马里兰大学的物理学家韦伯(Joseph Weber)首先提出了一种共振型引力波探测器。1968年，韦伯宣称他探测到了引力波，立刻引起了学界的轰动，但是后来的重复实验都一无所获。

　　激光干涉探测引力波的原理

　　两架孪生引力波探测器分别在华盛顿州的汉福德(左)和路易斯安那州的利文斯顿，彼此相距3000公里

　　美国激光干涉引力波天文台(LIGO)由两座孪生的探测器组成，分别位于华盛顿州的汉福德和路易斯安那州的利文斯顿，彼此相距3000千米，只有当两个探测器检测到相同的信号才有可能是引力波。

　　LIGO的主要部分是两个互相垂直的干涉臂，臂长均为4000米。在两臂交会处，从激光光源发出的光束被一分为二，分别进入互相垂直并保持超真空状态的两空心圆柱体内，然后被终端的镜面反射回原出发点，并在那里发生干涉。

　　若有引力波通过，便会引起时空变形，一臂的长度会略为变长而另一臂的长度则略为缩短，这样就会造成光程差发生变化，因此激光干涉条纹就会发生相应的变化。

　　激光干涉仪工作原理示意图：没有引力波经过时，两束激光干涉相消，没有信号输出;当有引力波经过时，干涉仪臂的长度就会发生交替改变，从而检测到振荡信号。加拿大华人网 http://www.sinoca.com/