大有时空 时空涟漪是什么，宇宙真的要大爆炸了吗？

新媒体管家

丝状细菌

8月底以来，天文圈暗流涌动，全球70多个天文台准备提前联合发布重磅炸弹。上至《自然》杂志的“官方谣言”，下至奥斯汀德克萨斯大学的J. Craig Wheeler教授和西雅图华盛顿大学的Peter Yoachim教授等的推文。，很多吃瓜的人既心慌又痒:外星人来了是真的吗？

幸运的是，时间久了，真相就会浮出水面——北京时间2017年10月16日22:00(美国东部时间2017年10月16日10: 00)，Virgo处女座科学合作组与全球各大天文台同步发布重大天文发现:首次直接探测到双中子星合并产生的时间空涟漪——引力波及其伴随的电磁信号，正式编号——

这一发现也标志着人类历史上首次利用引力波观测台等望远镜观测到同样的天体物理事件，开启了期待已久的多信使天文学新窗口。引力波天文学也为了解中子星的性质提供了新的机会，这是单靠电磁天文学无法实现的。

丝状细菌

内容转自:线性资本(标识:线性风险)

美国东部时间10月16日上午10: 00和10月16日下午22: 00，LIGO实验室、LIGO科学合作组织和处女座合作组织在美国华盛顿州DC的几十个世界各地的天文台联合宣布，LIGO在8月17日。协调世界时上午12: 41: 04，即美国东部时间上午8: 41: 04，探测到双中子星合并产生的引力波，这是人类首次探测到双中子星合并！发布会上展示的艺术效果如上图所示。

1.7秒后，NASA的费米空望远镜探测到了两颗中子星合并产生的伽马射线爆发(GRB170817A)！这是人类首次探测到引力波的电磁对应物！宣告双信使天文学时代正式到来。

这一突破给全世界的天文学家带来了前所未有的盛宴。在随后的观测中，世界各地的天文台都探测到了双中子星合并产生的从X射线到微波的电磁信号，发现了新合成的金、铂等贵重元素的信号，解开了困扰学术界几十年的比铁重元素宇宙起源之谜。

这一系列重要成果也像一座论文的金矿，引发了世界顶级期刊对第一篇论文的激烈竞争。不允许PRL占据头条。为了配合LIGO的新闻稿，《自然与科学》改变了美国东部时间周三和周四发表新文章的时间表，推出了一系列相关研究论文，仅一口气就有6篇！中国旗舰期刊《科学通报》英文版也发表了中国天文学家的重要成就。

发现过程

2017年8月17日12:41:04(协调世界时)，在近地轨道默默飞行的费米-伽马射线望远镜空，自动向地面发送短信，称刚刚探测到来自宇宙深处的伽马射线爆发。

大约6分钟后，美国加州汉福德的LIGO引力波探测器传来消息，在新探测到伽马爆发前1.7秒探测到引力波爆发。

13时21分42分，加入伽马射线爆发坐标网(GCN)的全球望远镜控制中心同时收到通知，发现了一个高度可疑的双中子星合并事件，并报告了初步确定的方位坐标。全世界的天文学家突然沸腾了，他们把望远镜指向信号源的方向.....

同时(北京时间8月17日晚9时)，已通过协议加入LIGO多信差全球观测合作的Goggles团队，同时收到疑似观测双中子星合并的通知，仅在轨道运行2个月。护目镜卫星仍处于紧张的测试阶段，它瞄准的是信号源的方向...

全世界的望远镜同时指向同一个方向:它扫过1.3亿光年的时间空狂澜之源。

人类第一次不仅“听到”了引力波的“声音”，还“看到”了引力波的起源。

什么是引力波？

简单来说，引力波是指时间空弯曲中的波纹，以波的形式从辐射源向外传播，以引力辐射的形式传递能量。在爱因斯坦的描述中，一个质量物体扭曲了它周围的小时空。物体质量越大，小时空越扭曲。

比如把太阳和地球想象成宇宙桌布上的两个球。起伏、震颤、波浪...你可以用各种词语来描述上图中看到的“时间空扰动”。这种变化以波的形式向外扩散，以一种非常强大的方式被称为“引力波”，从文学的角度被称为“时间的涟漪空”。

大质量系统，如两个黑洞或两个中子星快速绕彼此运行，会产生严重的涟漪——像这样致密的双星合并过程中释放的能量远远超过太阳一生中释放的总能量。而且这么大的能量通常集中在最后一秒——那一刻整个宇宙所有其他天体的总和都比不上，所以我问你怕不怕！

中子星的引力波有什么特别之处？

这是LIGO探测到的第六个引力波信号。前五个引力波都来自两个黑洞的组合，黑洞总质量超过20个太阳质量。相互环绕的黑洞在小时空内激起了震动，就像两个大胖子在蹦床中央跳舞引起的震动。这次引起引力波的物体总质量只有2.8个太阳质量，对于黑洞来说太小了，看起来像中子星。除了质量不同，其他五个黑洞合并没有被任何电磁望远镜观察到，但这次它们被工作在从无线电到伽马射线的不同电磁能带的不同望远镜探测到。所有这些迹象表明，这个引力波应该来自两颗中子星的碰撞。

中子星是谁？为什么来自其碰撞的引力波比来自黑洞的引力波更让科学家兴奋？

到目前为止，已经观察到六次引力波事件。图中不同颜色的圆圈代表引力波事件信号可能来自天空的方向范围。几次引力波事件后，通过引力波观测可以给出事件在天空的可能位置分布对比。可见今年加入欧洲处女座后，三站给出的定位精度有了很大提高。图片来源:LIGO/处女座/美国宇航局/利奥·辛格/阿克塞尔·梅林格

引力波事件的方向。图左侧为费米、LIGO、处女座确定的引力波信号的天体空(天球)方向范围。在这个范围内，发现一颗巨大的新星在一个星系中爆发。右边是爆发前后的星系照片，是用光学望远镜拍摄的。可以看到爆炸后还有一颗恒星(上图)。图片来源:LIGO科学协作，处女座协作和合作天文团体。

如何用一句话表达“我读过”？

引力波和传统天文学终于成功并肩作战。从此，“引力波”领域无疑成为天文科学的一员。

天文学家认为这是两颗中子星之间的碰撞。引力波GW170817的观测让我们可以测量两颗中子星的质量。伽玛射线暴GRB170817A，让我们认识到中子星碰撞后物质高速抛出；随后的紫外、可见光和红外光学观测以及对不同光谱带光强的分析，使我们初步确定发光来自重元素的衰变，并确立SSS17a是一颗新星。x射线和无线电(微波波段的无线电)观测，让我们更好地了解爆炸的能量，投掷物质的情况，以及爆炸的周围环境。

这样，天文学家初步确认了“短γ射线爆发”的物理起源，初步确认了中子星的存在并了解了其组成，为宇宙中重元素的起源获得了新的实验证据。通过测量引力波强度，我们自主测量了NGC4993星系与地球的距离，并对宇宙的膨胀率和宇宙的年龄加入了自主测量的方法。通过测量引力波和电磁波的到达时间，我们也有了一种新的测量引力波速度的方法。

2015年，人类首次捕捉到来自黑洞的引力波。我们不仅证明了引力波这种时间的波纹空，可以在宇宙中产生和传播空，与地球上的仪器相互作用，而且开始近距离观察黑洞周围高度扭曲的时间空。之前对黑洞的观测让物理学家非常兴奋，双中子星碰撞的探测真的可以说是所有波段天文学家的集体盛宴。

中国科学家用眼睛了解海浪

中国科学家不会缺席引力波。中国科学院高能物理研究所的X射线望远镜(HXMT)参与了X射线波段的后续观测。

紫金山天文台南极考察望远镜参与了光学波段的后续观测。

清华大学等单位的研究人员通过与LIGO合作参与了引力波信号分析。

目前，空之间的引力波探测已经纳入中科院制定的2050年空之间的计划。国内三大引力波探测项目:太极项目、秦天项目、阿里实验项目，都是利用激光干涉来探测和研究引力波，就像LIGO一样。

外星人是怎么想的？

引力波与物质的相互作用极其微弱，因此其衰减极其缓慢。然而，我们不知道宇宙需要多久才能产生一种文明。刘用《三体》中的黑暗森林理论解释费米悖论——为什么我们看不到外星人，但现实中有两种更简单的可能解释:第一，智慧文明的诞生可能极其困难，极其罕见；第二，我们可能是宇宙第一(甚至是第一)文明。

从这个意义上说，我们可能是第一个也是最后一个人。宇宙不在乎其间发生什么，它会按照自己的规律运行；我们出生在一个幸运的时刻，也许不久的将来就能见证终极理论的诞生，甚至成为唯一一个亲眼见证这一刻的文明。宇宙最不可理解的是它是可以理解的，如果我们真的理解了它，那该有多幸运！听到消息，晚上就可以死；我们都会死，但即使我们所创造的一切都化为灰烬，我们仍然可以知道宇宙诞生的黎明明和宇宙最终消亡的那个夜晚。我们将通过知识超越时间，现在我们已经在这条路上迈出了一小步。

内容来源:Linear Venture由Facebook早期员工王怀和京东、天猫前高管张川创立，专注于泛智能和大数据领域的早期项目。目前已投资地平线机器人、Rokid、铜盾、点融等30余家创业团队，力争成为国内最好的应用数据智能基金。

◆ ◆ ◆ ◆ ◆