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【2017年诺贝尔奖】7位科学家热评物理学奖:百年现代物理学,今天做了个了断!

环球科技观光团 发表于  2017-10-03 21:49

引力波探测获得2017诺贝尔物理学奖,真是众望所归!来看看科学家怎么说:

文小刚(麻省理工大学物理学教授):

目前几乎所有的物理测量手段,都是通过电磁相互作用来观察我们的世界。引力波的探测,打开了一个观察世界的全新窗口。在这个新窗口中,我们通过引力相互作用中的引力波来观察宇宙中最猛烈的极端事件。这是一个新的天文学的开始。中国也应该有自己的引力波观测台。但中国自己的引力波观察台,应该有自己的想法,自己的新设计。仅仅是复制几个现有的引力波观察台,或加大一号,意义也许不是太大。

施郁(复旦大学物理学系教授,果壳网科学顾问): 

LIGO探测到引力波是人类历史上最重大的发现之一。这个发现的意义不仅在于直接验证广义相对论和引力波的存在,更重要的还在于开启了对强引力、随时间变化的引力以及黑洞的直接观测,打开了认识宇宙的一个新窗口。在这之前,我们关于宇宙的信息来自宇宙中传来的电磁波和高能粒子,而引力波带来了主宰宇宙的引力的直接信息。

以前关于黑洞的信息都是间接的,所以原来黑洞的存在并没有被直接证实。现在LIGO通过直接探测引力波证明了黑洞的存在及其一些性质,比如面积不减,以及更细节的性质。 

引力波的观测将会更加常态化,引力波天文学将会发展起来,其他引力波源,比如中子星并合、超新星爆发等等也会被观测到。

LIGO的成功同时也是精密测量的伟大胜利,也将进一步推动量子测量方面的研究。LIGO的成功还给大科学的运作提供了经验。 

苟利军(中国科学院国家天文台研究员):

很多媒体之前作过预测,除引力波之外,还提到了很多其他可能性,不过引力波确实是概率最大的。

此次引力波之所以能够毫无悬念地获奖,是因为引力波直接探测在物理学当中的重要性。从物理科学本身的意义而言,引力波有助于帮助科学家们检验相对论的理论边界在哪里。往往一个理论失效的地方就是理论进行变革的机会。之前广义相对论在弱场中已经得到很多次的验证,但是在强引力之下的验证,在引力波之前却从来没有进行过。所以由双黑洞所产生的引力波的直接探测是对广义相对论在强引力环境下是否能够成立的一个非常好的检验,结果确认广义相对论是正确的。

另外引力波以光速传播,它与物质的相互作用非常非常的弱,通过引力波可以几乎无阻挡地看到宇宙大爆炸时候的图景,而这是无法利用我们熟知的电磁波来实现的。所以引力波是我们了解最早期宇宙的最好工具。

最后引力波也给我们提供了了解宇宙的另外一个全新维度。可以说之前仅仅是看到的宇宙的图景,却没有声音。引力波给探测宇宙的方式上增添了一个声音的维度,丰富了我们探索宇宙的方式。

目前,美国和欧洲的引力波天文台正主导着引力波的观测工作,随着LIGO探测的推进,中国的引力波研究也随之进入了一股前所未有的热潮。在理论研究的同时,中国也在积极推动直接探测引力波的望远镜项目。目前,太极计划和天琴计划这两个空间项目正各自推进,将于地面探测原初引力波的阿里计划已通过立项,正在建设之中。除此之外,中国还在研究如何利用刚刚建好的500米射电望远镜(FAST)和正在建设的平方公里阵(SKA),以脉冲星计时阵的方式探测宇宙天体所产生的引力波。

引力波研究之路漫漫其修远兮,还需众多科学家的一起努力。

李淼(中山大学天文与空间科学研究院院长,果壳网科学顾问):

LIGO最终探测到引力波是物理学界努力数十年的结果,其间有不少悲喜剧,例如试图探测引力波的第一人韦伯后半生的遭遇,LIGO创始人罗纳德·德雷弗不得不离开团队,最近又不幸去世。无论如何,LIGO的探测过程和结果都是史诗级的,不仅证实了自然界存在第二种基本波,同时为人类探测宇宙打开了一个全新的窗口。

温琳清(西澳大学物理系教授,LIGO科学合作组织团队成员):

引力波的发现可以说是本世纪物理学和天文学最重要的发现之一了。这次得诺贝尔奖是对所有的引力波研究人员几十年来坚持不懈所得结果的一个认可,更是对引力波研究领军人的智慧和凝聚力的最高嘉奖。

引力波的探测直接验证了爱因斯坦的广义相对论,让人类第一次探测到了双黑洞系统的并合和新黑洞生成的全部过程;最重要的是,引力波的探测为天文学打开了一个观察宇宙的全新窗口。引力波和传统电磁波结合的多信息观测是天文学的未来。我们在开始用全新的角度来看我们的宇宙各形态在强重力场下是如何运作,更直接地观测黑洞,更好地了解我们的宇宙的演化。

中国也是引力波探测国际合作团队的成员之一。我相信中国的引力波队伍会不断扩大。中国有无数的智慧青年,政府有意大力支持创新科研。如果有一天中国也像LIGO引力波合作团队一样,跨国界,跨学科,跨院校,跨种族,跨性别地团结起来,那就可以达到天时地利人和的境界了。那时,中国也许也会有属于自己的最新一代引力波探测器,也会走在世界前沿不断地展示引力波探测带来的科学技术的创新和人类对宇宙的最新认知。

曹军威(清华大学信息技术研究院研究员,LIGO科学合作组织理事会成员):

引力波探测证实了阿尔伯特·爱因斯坦1915年发表的广义相对论的一个重要预言,并开启了一扇前所未有的探索宇宙的新窗口。

它开启了引力波天文学的新时代,形成引力波观测触发下的多信使天文学。

在中国,清华大学信息技术研究院LIGO科学合作组织工作组参与了引力波直接探测并作出贡献。中国亟需自主建设引力波天文台、培养跨领域人才、加强国际合作,进而带动技术创新和科学发现,推动我国引力波研究的发展。

张双南(中国科学院高能物理研究所研究员,中国科学院粒子天体物理重点实验室主任,果壳网科学顾问):

这次的诺贝尔物理学奖有一个特殊的意义:百年的现代物理学,今天终于做了一个了断!

现代物理学建立的标志当然是一百年前建立的相对论和量子力学。随着量子力学以及基于量子力学的粒子物理标准模型的发展,相关研究在诺贝尔物理学奖历史上获奖层出不尽,相信以后还会有。这些诺贝尔物理学奖标志着量子力学走向了成熟,虽然今后还会发展,但是其正确性已经毋庸置疑。

与此形成鲜明对照的是,广义相对论建立一百年来虽然已经成为了现代物理学的主要部分,而狭义相对论更是和量子力学一起构成了现代物理的两个支柱,但是历史上不但爱因斯坦没有因为相对论而获得诺贝尔物理学奖,后来对于丰富广义相对论而做出了很多贡献的物理学家们也无人因此获得过诺贝尔物理学奖,这和量子力学以及相关的物理学研究的情况相比有天渊之别,这不能不说是物理学史和诺贝奖历史上的一个遗憾!

对引力波的直接探测的历史起于上世纪70年代,今天的LIGO项目的创始人之一Rainer Weiss(雷纳·韦斯)那时候就开始发展激光干涉探测引力波的技术,随后和加州理工学院的Kip Thorne(基普·索恩)以及当时英国格拉斯哥(Glasgow)大学后来加入了加州理工学院的罗纳德·德雷弗(Ronald Drever)合作一起发起了LIGO实验(该实验是美国科学基金会有史以来投资最大的科学项目),历经30多年,终于获得了第一个正科学结果,也就是探测到了引力波!不但这个团队几十年来初心不变,而且资助机构也不离不弃,这绝对是科学史上的奇迹!

因此,2017年的诺贝尔物理学奖授予了LIGO实验直接探测到并且发现了引力波,不但是众望所归,而是也对百年现代物理学做了一个了断!从今往后,扩展广义相对论理论并且发展和量子力学统一的量子引力理论的研究将进入一个新的时代!

虽然这次的诺贝尔物理学奖对百年现代物理的发展做了一个了断,但是这对于引力波探测以及相关领域的研究却仅仅是一个开始。探测到引力波之前,人类对于宇宙的了解只是“看”,但是不能“听”;探测到了引力波,人类从此面对宇宙就不再是聋子了!

引力波将成为科学家进一步探索宇宙和发展科学理论的有力工具。利用进一步的、更加高精度的观测,科学家有望回答黑洞到底是什么—这个连爱因斯坦都非常困惑的“奇点”,能够提供检验有些量子引力理论所需要的观测数据,能够帮助我们了解中子星的内部主要是由中子还是夸克组成的。

除了继续利用LIGO这样的仪器探测引力波之外,空间激光干涉引力波天文台(比如欧洲的LISA项目、中国的太极和天琴计划)将会“听到”完全不同类型的黑洞撞击并合所发出的引力波,这对于我们理解整个宇宙的结构形成和演化都会非常重要。而探测宇宙大爆炸前期的暴胀过程所产生的宇宙原初引力波(比如利用中国的“阿里”原初引力波探测计划),将对于我们理解宇宙的起源起着不可替代的的作用。

此外,未来引力波天文学的一个极为重要的方向就是所谓的“多信使”天文学,也就是不但要“听到”天体发出的美妙的引力波,我们也要“看到”这些天体的倩影!在这个方面,中国在太空和地面的天文望远镜都将能够发挥重要的作用,比如我本人担任首席科学家的慧眼HXMT天文卫星正在太空翱翔,时刻准备着“目睹”引力波发出的时候天体所发出的X射线和伽马射线!(编辑:婉珺 晓岚 小米)

 

慧眼HXMT于2017年6月15号11:00顺利发射运行。

慧眼HXMT示意图

 

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全部评论(8)
  • 1楼
    2017-10-04 12:29 MONO盒子

    我猜明年35届CPhO决赛天体物理还是引力波的题...

    [0] 评论
  • 2楼
    2017-10-04 16:16 天降龙虾

    对啊,目前还没有看见过被探测到的引力波产生的源头呢。。。人类观测宇宙的眼睛和耳朵还完全配合不上啊。。。

    [0] 评论
  • 3楼
    2017-10-09 12:18 喜欢新玩意儿_28941

    看过文小刚(麻省理工大学物理学教授)先生的热评之后还是感觉现在人们的乐观情绪过头了。既然“目前几乎所有的物理测量手段,都是通过电磁相互作用来观察我们的世界。”又乐观地说“引力波也是一个观察宇宙世界的手段”是不是太乐观啦?目前还仅仅是“探测到了引力波”就已经费了这么大的力气,要想达到“天文光学观测的效果”还有很长的路要走啊!另外在目前还没有准确的物理实验结果证实“引力波波速等于光速(电磁波速)”的情况下怎么能够保证“天文光学观测看到的”和“引力波探测到的”是“同一事件”呢?所以说现在这样讲为时尚早!


    [1] 评论
  • 4楼
    2017-10-09 17:56 绝先生

    苟利……军?

    [7] 评论
  • 5楼
    2017-10-09 21:34 武昌鱼
    引用@绝先生 的话:苟利……军?

    我也觉得这个名字太暴力膜了啊。。

    [0] 评论
  • 6楼
    2017-10-10 08:15 ykokia
    引用@绝先生 的话:苟利……军?

    苟利。。。军队一律不得经商

    [1] 评论
  • 7楼
    2017-10-15 22:14 charles0
    慧眼HXMT

    没有起个念着很顺口的英文名,比如LIGO, FAST, SKA.

    [0] 评论
  • 8楼
    2017-10-15 22:15 charles0
    引用@绝先生 的话:苟利……军?

    天津也有一位。

    时代特色。

    [0] 评论

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