要中国为根本不存在而宣称探测到的“引力波”花大价钱

请看他们如何想象根本不可能存在的引力波

本文在[科学网]引用地址：http://blog.sciencenet.cn/blog-226-956793.html

法媒:中国或发射三颗卫星组成的引力波探测组

中国将在2030年前后将发射三颗卫星组成的引力波探测星组，用激光干涉方法进行中低频波段引力波的直接探测。

2016-02-1808:35:00 来源：参考消息网

法媒称，在美国科学家近日宣布成功探测到13亿年前连个黑洞相撞击产生的引力波，证实了著名物理学家爱因斯坦引力理论的最后一项预言后，中国最近也宣布正在积极布局引力波探测和研究。

法新社引述中国有关太空项目有关负责人说，中国希望借此计划成为该领域在世界上具有影响力的国家。

法国国际广播电台网站2月17日报道，中国科学院16日也公布了空间引力波研究与探测的“空间太极计划”。

据新华网报道，

中科院院士、中科院高能物理研究所所长王贻芳说：“目前在国际引力波探测领域，中国的影响几乎为零，希望借此机会更大推动国内引力波研究的发展。”

中科院院士 胡文瑞院士介绍，“空间太极计划”是一个中欧合作的国际合作计划，目前有两个方案。

一个方案是参加欧空局的双边合作计划，今年秋天将召开第三次双方科学家会议，完成双边合作的可行性报告，然后各自向主管部门呈报，由双方主管部门审批后执行。

第二个方案是发射一组中国的引力波探测卫星组，这一方案拟于2033年前后发射，实现我国大型先进科学卫星计划的突破。

届时，中国与欧洲将同时在空间独立进行引力波探测，互相补充和检验测量结果。

胡文瑞说，这将使中国成为国际上空间引力波研究最重要基地之一。 但最终采取哪个方案，将取决于中国政府的决心和投入。

另据介绍，按照这一计划，中国将在2030年前后将发射三颗卫星组成的引力波探测星组，用激光干涉方法进行中低频波段引力波的直接探测。主要科学目标是观测双黑洞并合和极大质量比天体并合时产生的引力波辐射，以及其他的宇宙引力波辐射过程。

报道称，据悉，空间引力波探测被列入了中国中科院制订的空间2050年规划。2008年由中科院发起，中科院多个研究所及院外高校科研单位共同参与，成立了中国科学院空间引力波探测论证组，开始规划中国空间引力波探测在未来数十年内的发展路线图。

“空间太极计划”涉及学科领域和前端技术广泛，需要发展空间超远距离超高精度激光测量、超高灵敏度惯性传感器，以及超高精度卫星无拖曳控制等下一代高端空间技术，这些技术对于提升中国空间科学和深空探测的技术水平具有重要意义，对惯性导航、地球科学、高精度卫星平台建设等应用领域也将发挥积极的作用。

人类为何寻找引力波?西媒:可获得来自黑洞的直接信息

参考消息网2月18日报道 

西媒称，2月11日对科学界来说是个伟大的日子。科学家首次直接探测到了引力波的存在。引力波是爱因斯坦广义相对论中预言的一种时间和空间的弯曲。几十年来，全世界科学家都在努力寻找它的踪迹。

据西班牙《阿贝赛报》2月16日报道，探测到引力波的存在不仅证实了爱因斯坦（及现在的天体物理学）预言的正确性，而且还为天文学家提供了和从天文望远镜中捕捉光一样的探索宇宙奥妙的又一新工具。正如你可以在夜晚听一听黑暗当中狮子发出的怒吼声，现在物理学家们也可以找到在某个地方引力发出的轰鸣声。

在那里无论是一颗超新星爆炸，还是两个黑洞在相互拥抱之前的翩翩起舞，引力都是如此的强烈，在抵达地球之前经过了数十亿光年的旅行，并产生无限小的扰动。

激光干涉仪引力波观测台（LIGO）是科学家目前了解引力波的最重要的工具之一。正是通过引力波观测台，科学家才首次探测到了引力波。它们可以让科学家探索宇宙，寻找质量非常大的处在快速移动当中的天体，而移动造成的时空弯曲则可以抵达地球。借助LIGO，可以获得很多新的信息，未来或许还可以听到宇宙大爆炸留下的引力波所发出的声音。

LIGO项目团队的安伯·L·斯图弗回顾了发现引力波存在的过程，以及接下来还会发生什么。此外，她还解释了科学家为何要花20年时间寻找引力波，以及为何要投入6亿美元做这件事。

问：LIGO的主要工作是什么？

答：在LIGO项目团队，我们的主要工作就是直接探测引力波。我们都知道，引力波确实存在，因为我们已经观察到了它对宇宙天体的影响，这就是1993年诺贝尔物理学奖授给两位天文学家的原因。他们共同发现的脉冲星间接证明了引力波的存在。如果在引力波抵达地球时我们能探测到，我们就可以利用这种信号来对引力波传达的信息进行解码。这也正是我们在探测到引力波之后就开始着手做的事情。

问：发现引力波为何如此重要？这将改变天体物理学吗？

答：这种发现非常重要的原因体现在很多方面。除了能将其作为探索宇宙的又一个新方式外，我们还在技术方面做了大量的改进，就是为了进行这方面的测量。我们已经探测到的引力波的大部分在经过4公里长的测量臂时其振幅几乎没有改变，也就是不到一个质子直径的千分之一。我们还建立了一套隔震系统，以便使地震带来的振幅只有一万亿分之一能被探测器感应到。我们还拥有史上精确度最高的抛光镜面。我们还开发了一种软件，用于将引力波发出的信号从各种噪音中分离出来。所有这些步骤对于我们的工作来说都是必不可少的，但是现在它们可以用于这个行业其他的研究项目。

从我们发现了新的观察宇宙的方式以来，天文学就发生了改变。在去年9月以前，我们观察宇宙的唯一方式是借助各种光，包括可见光、紫外线和微波等，以及各种难以捕捉到的被我们称为“中微子”的粒子。但是无论是哪种方法从未让我们获得来自于黑洞的直接信息，或者是让我们观察到一个质量是如何在一个垂死的星体内部爆炸的，而这件事通过引力波传达的信息我们就可以获知。于我们而言，具备了利用引力波的能力就如同一个聋子突然听到了声音一样令人兴奋。

问：在得知这一发现时是什么感受？我想这些天对于LIGO项目团队来说是最幸福的日子。

答：其实，这一发现是一个渐进的过程。我是在早上起床时得知这一消息的。联想到这种信号的强度和清晰度，在得知这一消息时我坐下来想：哇！难道这是真的？！但是所有人在第一时间都在试着寻找“这不是真的”的证据。作为科学家，我们在质疑一件事方面训练有素。经过了数月的研究，一个个证据得到验证，我们的信心越来越大。在报告文章写成时，我们的情绪达到了高潮。我们从没有讨论过如果发现了引力波会发生什么这个问题，而是在发现它的时候会发生什么。宣布这一消息的那天是我这一生当中最值得纪念的日子。

问：LIGO技术的作用何在？它对于寻找引力波有何用处？

答：我们开发的很多用于这项工作的技术现在都运用于这个行业内其他研究项目。（这里有一些属于技术上的“副产品”）

我们还可以利用引力波将宇宙变成在地球上无法实现的我们自己的实验室。我最常举的例子是，借助从正在崩溃的天体传来的引力波，我们可以更多地了解原子物理学。这种情况发生在某些星体生命的最后阶段，是当原子无法承受来自引力的吸引，最终打破使之保持一个整体的力量时，天体向自己内部的一种坍塌。由于质量处在快速移动当中，引力波让我们能够弄清其内部的行为。这一切取决于原子依照辐射、极端的温度和压力的行为方式。由于这种介质与我们在地球上的任何一个实验室或太阳系任何其他地方复制出的东西都截然不同，所以此类观察让我们可以更好地了解物理，未来还会带领我们有其他的迄今为止我们不敢想象的发现和应用。

问：探测引力波的成本是多大？

答：像探测引力波这种如此重要的艰巨事业，永远不可能少花钱。迄今为止，这个项目已经花费了6.2亿美元，包括20年前用于建立探测装置的费用、LIGO的设备升级改造费用和运行成本等，包括工程师、科学家和其他人员的工资。尽管如此，我还是认为LIGO是个花小钱办大事的项目，想想那些花费4.5亿美元仅仅是发射一艘宇宙飞船。何况20年来我们还给很多人提供了工作，现在他们都取得了不俗的业绩。

问：下一步将会做什么？

答：进入引力波的时代，我们首先要探测到常规存在的引力波。如果我们能大量发现引力波的存在，就可以发现帮助我们更好地了解宇宙的方式。仪器领域的科学家们正在忙于进一步提升LIGO的灵敏度。与我们合作的天文台也正在帮助我们进行这方面的工作，以及建造其他类似的设备。此外，位于意大利的“先进的处女座”引力波探测器正在完成升级，位于日本的KAGRA引力波探测器已经建造完成。

空间探测器技术也即将完成开发。“莉萨探路者”探测器利用卫星来创建足够大的探测器，它不存在因地球的低频振动引起的噪音干扰。因此，这种探测器可以探测到我们在地球上无法找到的低频引力波。此时此刻，“莉萨探路者”探测器正在空间运行。

（2016-02-18 00:14:01）

一起了解中国版引力波探测计划：中山大学“天琴计划”

物理学在过去的世纪里得到了高速发展,人们因此认识到在自然界中存在着四种基本的相互作用，它们包括与日常生活紧密相关的万有引力作用和电磁相互作用、以及在微观粒子间变得重要的弱相互作用和强相互作用。相比于其他三种基本相互作用，万有引力统治着日月星辰的运动和整个宇宙的演化，具有特殊的重要性。爱因斯坦的广义相对论是目前描述万有引力的最好理论，一百多年来它已经成功通过了各种实验检验，到现在为止还没有发现被破坏的迹象。如同麦克斯韦的电磁学理论预言了电磁波一样，爱因斯坦的广义相对论也预言了引力波的存在。但是由于产生引力波的条件极其苛刻，人工手段很难产生能够被探测到的引力波。自然界中，相互绕转的紧凑双星系统、大质量天体的碰撞合并、超新星爆发等极端事件都能产生较强的引力波。但这类波源通常或者离地球很远、或者出现的几率很低，使得引力波的直接探测成为一个极具挑战的世纪难题。

1974年，Russell Hulse 和JosephHooton Taylor, Jr.首次在双星系统中发现一颗变星，他们借此观察到这个双星系统的演化与广义相对论预言的通过引力波辐射造成轨道周期变化的结果一致，从而间接证明了引力波的存在。两位科学家因此获得了1993年的诺贝尔物理学奖。

Joseph Weber是第一个试图通过实验直接探测引力波的人。他在上世纪60年代建造了长2米、直径1米的铝棒探测器，试图用于记录由引力波引起的共振信号。Weber的努力促使了引力波探测器在世界各地的发展。中山大学引力物理研究室也于上世纪七十年代建造了常温共振型引力波天线，其测量灵敏度可达到10-17，为当时国际同类引力波天线的最高水平之一。目前世界上最主要的引力波探测器有美国的LIGO，法国和意大利的Virgo，德国的GEO600和日本的TAMA300（以及KAGRA）等地面探测器。2016年2月11日，LIGO科学合作组宣布探测到来自GW150914双黑洞合并事件的引力波，举世瞩目。

（2016-02-16 16:08:02）

美媒：险些撤回引力波理论 爱因斯坦4个大错误之一

参考消息网2月16日报道 

美媒称，2月11日，科学家们宣布观测到了引力波存在的直接证据，从而证实了阿尔伯特·爱因斯坦（AlbertEinstein）的一个最令人难以置信的理论。这又一次印证了爱因斯坦是个天才（说得好像还需要什么证明似的）。

不过，身为天才，这位1955年辞世的科学家也不能避免自己犯错。他的一些最重大的失误源于不愿相信自己的理论能推导出一些结论。

据美国《纽约时报》中文网站2月15日报道，亚利桑那州立大学（Arizona State University）的理论物理学家劳伦斯·M·克劳斯（Lawrence M. Krauss）给我们介绍了爱因斯坦犯下的四个不小的错误。

一、量子纠缠

报道称，这种物理现象意味着，相隔甚远的物体之间可以相互影响，曾被爱因斯坦称为“鬼魅般的超距作用”。他否认了这种可能性，拒绝相信无论离得有多远的物体之间都可能相互影响。

“他认为鬼魅般的超距作用不会被证实，但它就是被证实了，”克劳斯博士说。“他觉得这不符合物理原理。他举出这个例子，是为了说明为什么量子力学很可能是错误的，结果它其实是正确的。”

报道称，去年10月，一群科学家公布的研究成果提供了迄今为止支持这种说法最为有力的证据。在此之前，有一系列自70年代以来的实验表明爱因斯坦太过武断。

“从70年代末开始就做了这些实验，但一直都需要做些额外的假设，”其中一名科学家在去年10月份告诉时报。“现在我们证实，的确存在鬼魅般的超距作用。”

二、引力透镜效应

报道称，在1936年，爱因斯坦在《科学》杂志（Science）上发表了一篇文章，详细解释了他口中的“恒星让通过引力场的光线发生偏差的类似透镜的效应”。用更平白的语言来说，就是太空中的物体可以扭曲光线。

“当然了，”他随手写到，“没有直接观测到这一现象的希望。”

然而，克劳斯说：“爱因斯坦只考虑到了恒星的透镜效应，没有想到星系。他的确不那么精通天文学。”

引力透视效应如今成为了让科学家得以绘制宇宙图谱的最有用的技术之一。

三、宇宙常数

报道称，在尝试将相对论的基本理论运用到宇宙构造中的时候，爱因斯坦在方程中加入了代表“宇宙常数”的一项，因为他认为，为了得到静态宇宙，需要加上这一项来代表制衡引力的一种斥力。

多年以后，科学家发现宇宙在膨胀，于是爱因斯坦摒弃了这一常数。据称他把宇宙常数叫做“自己最大的错误”。（不过，近年来，有关这句话是否为误传的疑问浮出了水面。）

无论如何，克劳斯表示，那个年代大家公认宇宙是静态的，爱因斯坦不应该因为试图让方程成立而受到批评。但他又称，这并不意味着爱因斯坦就可以免责。

“换个角度来看，这也是一个数学错误，因为宇宙常数并不能得到静态宇宙，”他说。“会得到的结论反而是宇宙在越来越快地膨胀，也就是我们现在的理解。”

“在某种程度上，假如爱因斯坦有相信的勇气，就会意识到自己的理论成立的前提是宇宙在膨胀，而不是静态的，那么他就能做出这一预测，”克劳斯还表示。“我时常说，哪怕他只是预测出宇宙在膨胀，那他也会很出名。”

（现在看来，宇宙常数或许并非错得离谱。美国航空航天局[NASA]的科学家们表示，这个概念“极大地促进了理论与实测之间的融合”。克劳斯则称，有可能暗能量的行为恰好就符合这一概念当初代表的含义。）

四、引力波

报道称，引力波存在的直接证据如今让爱因斯坦再次回到了新闻里，因为正是他在一个世纪前最先提出了该理论。有意思的是，在提出这一概念20年后，他改变了主意。

“爱因斯坦写了篇论文说引力波并不存在，要收回这个理论，”克劳斯说。“结果是他犯了个数学错误，在他马上就要发表（收回）文章的时候，错误被发现了。”

克劳斯说，这篇论文先是投给了《物理评论》（PhysicalReview），然而进行评议的数学家、物理学家霍华德·P·罗伯逊（Howard P. Robertson）发现了错误，于是文章被杂志拒收。

报道称，爱因斯坦对自己的文章竟被拿去评议感到愤怒，准备把它发表到另一份不出名的期刊上。不过，他自己也发现了这个错误，设法重写了论文，弄准确了之后才发表。

“他想要收回我们今年刚刚实测到了的东西，”克劳斯自己笑了起来。“我觉得这真是有点诗意啊。”

1921年，在维也纳演讲的爱因斯坦。图片来源：美国《纽约时报》中文网站

（2016-02-16 13:33:00）

西媒解析关于引力波五个问题:由运动物质创造

参考消息网2月15日报道 西班牙《阿贝赛报》2月11日报道称，美国“激光干涉仪引力波观测台”（LIGO）执行主任戴维·赖茨11日在华盛顿举行的记者会上宣布，科学家首次探测到被科学界期待已久的、由爱因斯坦提出的引力波的存在。

什么是引力波？

引力波是在空间-时间组织中发生的微小波动。设想一下，宇宙如同一张蹦床。如果我们向宇宙中丢入一根羽毛，什么也不会发生。但是如果我们丢入一个篮球，这个组织就会在重量之下发生弯曲变形，而且篮球越大，变形的幅度也就越大。用爱因斯坦的广义相对论说，由于物质的存在，空间和时间会发生弯曲。但是，这种波动和变形并非永远留在物体附近，而是有可能通过宇宙向外传播，就像地震产生的地震波。这就是引力波。不同于地震波的是，引力波可以以光速在空荡荡的空间中旅行穿梭。

为什么发现引力波如此重要？

100年前，爱因斯坦的广义相对论预言了引力波的存在，但同时认为引力波本身十分微弱，因此几乎不可能被发现。从那时起，全世界的科学家都在试图与引力波来一场“不期而遇”。发现引力波有助于探测到宇宙中发生的爆炸性大事件，比如黑洞融合、中子星事件、超新星爆炸，甚至是138亿年前导致宇宙诞生的大爆炸。此外，引力波的出现有可能促使天文学进入新的时代，它携带着不同于光和电磁辐射等方式传递过来的有关遥远天体的信息。

什么引发了引力波？

引力波是由运动中的物质创造的。但是，引力是四种基本相互作用中最弱的，因此它产生的波动极其微弱。物理学家认为，其振幅之小至多相当于一个质子直径的千分之一。如此小力量的波动只能由处在高速运动中的庞大体系来引发，比如处在轨道上的即将合二为一的两个黑洞。由于这样的体系十分罕见，与我们的距离要以光年计算，所以对引力波的搜寻一直瞄准的是来自宇宙深处的能量最强大的天体系统所产生的微小影响。

LIGO如何发现了引力波？

“激光干涉仪引力波观测台”由两个孪生探测器组成，这两个引力波探测器分别位于路易斯安那州利文斯顿和华盛顿州汉福德。它们的任务是搜集通过引力波传送到地球的微小时空运动。每个探测器都有长达4公里的呈L形的测量臂。如果一股引力波通过探测系统，它通过激光束的距离会发生微小的变化。如果LIGO捕捉到了这种差异，便表明探测到了引力波。

由于具备两个孪生装置，LIGO可以最大限度地排除地面干扰，比如交通或地震产生的干扰。引力波探测器世界各地都有，包括位于意大利的“先进的处女座”引力波探测器、德国的GEO引力波探测器和日本的TAMA引力波探测器等。

之前没有发现过吗？

2014年3月，美国哈佛-史密森天体物理学中心的物理学家宣布首次探测到来自宇宙大爆炸的引力波。这一发现被视作21世纪的伟大发现，如果获得证实几乎可以肯定获得下一个诺贝尔物理学奖。然而，时隔不久对这一发现的质疑和否认之声便纷纷出现。研究人员对欧洲航天局“普朗克”号探测器和位于南极的BICEP2望远镜的数据进行整体分析后证实，并没有结论性证据支持这一发现，物理学家将引力波与银河系中可以产生类似效果的星际尘埃混为一谈。

位于华盛顿汉福德的激光干涉引力波观测台内景（路透社）

（2016-02-15 12:21:05）

法媒探究引力波观测台：全球最精密仪器

参考消息网2月14日报道

法媒称，令科学家们第一次得以窥见引力波“真容”的机器，是有史以来最先进的、用于探测宇宙中最轻微振动的探测仪。

据法新社2月11日报道，置于美国地下的这两台探测仪，名为激光干涉仪引力波观测台（LIGO）。其中一台位于华盛顿的汉福德，另一台位于约3000公里外的路易斯安那州的利文斯顿。

报道称，观测台的建设工作始于1999年，并在2001年到2007年间开展了观测工作。之后，这两个观测台经历了一次重大升级，令其功能增强了10倍。

2015年9月，升级后的高级LIGO探测仪首次开始全面运转。当月14日，路易斯安那州的探测仪首先捕捉到了一个来自13亿年前南部天空的引力波信号。

报道称，这种波是一种对于太空中的波动的测量方式，即拉伸时空结构的大规模质量体的运动所产生的影响——这是一种将时间和空间视为一个单一的、交织的连续统一体的方式。

7.1毫秒后，华盛顿的探测仪也捕捉到了相同的信号，这使得科学家们能够证实这一发现真实不虚。

报道称，这些超精密工具通过利用单个长约4千米的大型激光干涉仪工作。这些干涉仪都被埋在地下，令其能够得出最精确的测量结果。

这种L型仪器根据激光物理学和空间物理学原理追踪引力波。它们不像望远镜那样依赖天空中的光线。它们感知太空中的振动，这种优势令它们可以揭示黑洞的特性。

麻省理工学院的高级LIGO项目负责人戴维·休梅克说：“当一个引力波通过太空传播的时候，它便会拉伸时空。”

报道称，简言之，引力波探测仪“就是一台将太空中的波动转变为电子信号的大型仪器”。

（2016-02-14 14:06:14）