物理學家郵件曝光披露重大天文發現：雙黑洞合併時的引力波

一年前，美國哈佛史密斯天體物理研究中心的科學家曾聲稱，架設在南極的專業望遠鏡BICEP2發現了引力波，但最終核實為誤報。近日，又有傳言稱，激光干涉引力波觀測站（LIGO）很有可能已經發現了引力波。據Science網站2月5日報道，加拿大麥克馬斯特大學理論物理學家Clifford Burgess的電子郵件在推特上被曝光，披露了這一發現的更多細節。一篇投往Nature雜誌的文章（或將於2月11號正式發表）稱，激光干涉引力波天文台(應該是升級版的Advanced LIGO)探測到了雙黑洞合併時的引力波。

美國路易斯安那州的LIGO設施

“我關注這個傳言很長時間了，這次似乎真的可信。”Clifford Burgess表示，此前關於LIGO發現引力波的傳言似乎是真的，“雖然我本人還沒看到論文，但我根據與看過論文的人的交流而瞭解到這些。”

郵件截圖

Clifford Burgess在郵件中稱，給定Advanced LIGO兩個探測中心之間的距離，通過到達時間差推斷出引力波的傳播速度和光速一致。探測信號較強，達到5.1σ（物理學家通常將超過5σ信號定義為比較確定的發現），黑洞的初始質量分別為36和29太陽質量，合併後為62個太陽質量，甚至探測到了併合以後鈴蕩(ring-down)的信號，它最終變成了一個Kerr黑洞。傳播速度跟光速一致！

哈佛史密斯天體物理研究中心研究者，銀河系巨型氣泡結構發現人蘇萌則在微博表示：“這毫無疑問將是歷史性的時刻！激光干涉引力波天文台（LIGO）一直被傳發現了引力波信號，更細節的內部消息今天被透漏出來：2月11號的Nature上將發表這個結果，5.1sigma置信度，看到兩個分別為36和29太陽質量的黑洞併合為62太陽質量黑洞，甚至看到了併合的過程，最終成為Kerr黑洞。傳播速度跟光速一致！ ”

據《中國國家天文》雜誌官方微信介紹，如果大質量天體發生碰撞、超新星爆發等極端宇宙事件會產生強大的引力波，這是愛因斯坦廣義相對論中有一個重要預言。形象一點來説，引力波可以被看做是一種時空漣漪，會像波一樣傳遞開來。數十年來，科學家們一直在尋找引力波，但都沒有發現。引力波的發現，是對廣義相對論的直接驗證，也為我們打開了認識宇宙的全新窗口。如果這次發現屬實，將是一次里程碑式的科學發現，其結果或將直接問鼎諾獎。

LIGO與BICEP2研究的引力波屬於不同的類型，會為人類理解宇宙帶來不一樣的線索。LIGO搜尋的是來自宇宙中的劇烈天體事件的強引力波，比如黑洞和中子星等緻密天體之間在碰撞過程中產生的引力波，這些是現今的宇宙中頻繁發生的天體事件，而BICEP2則是試圖發現早期宇宙中原初引力波的蛛絲馬跡。BICEP2位於南極，主要研究的是宇宙大爆炸之後大約38萬年時所產生的宇宙微波背景輻射。BICEP2並不是直接探測引力波，而是通過研究原初引力波可能對微波背景輻射造成的影響來間接探測引力波。

不論是原初引力波還是現代引力波，一旦被發現，都將成為一項重大的科學突破。原初引力波包含着關於早期宇宙的信息，能夠用來檢驗暴脹理論，並揭示宇宙最初的演化過程。另一方面，如果LIGO成功地發現了現代宇宙中產生的引力波，那麼就能幫助科學家瞭解中子星、黑洞這樣的極端緻密天體的引力作用機制。

從探測方法上講，BICEP2是通過宇宙微波背景輻射的來間接探測引力波，LIGO則是人類首次直接檢測引力波對時空結構的影響。

“LIGO實際上是整個人類目前所擁有的高精尖技術的集成。”此前，中科院國家天文台研究員張承民接受科技日報記者採訪時表示，“探測引力波不僅僅是一個簡單的科學計劃，而是美國的一項戰略計劃，科學發現只是其目標之一。其真正的價值在於推動美國整個科技體系的發展，建立美國未來領導世界的科技基礎。”

“相當於100多年前人類發現電磁波。”張承民解釋，電磁波的發現使人類進入了通訊的新紀元，但電磁波的傳播也有缺陷，因為它在地球上或宇宙空間內的傳播會受到帶電粒子的干擾。而引力波並不受帶電粒子的影響，所以它可以穿越星系，向更遙遠的宇宙發送信息，為人類帶來真正的星際通訊。