爱迪生预言成真 读science和莫纳什大学学者一起探索时空

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有没有想过可以穿越时空,澳洲莫纳什大学一帮学者在研究着呢!

还在过年ING的你,是不是还在感慨马云爸爸春晚上面微信摇一摇2亿分红包啊!所以和小编下面要介绍的内容不符合但是!但是!真是科学,信息改变了我们的生活啊!生活太美好了!好了现在进入正文,咳咳,有没有想过可以穿越时空,澳洲莫纳什大学一帮学者在研究着呢!

你一定记得在电影《星际穿越》结尾处,库珀博士在高纬空间中干扰地球引力,给女儿留下了突破人类科学极限的关键信息的场景。但请别误会,虽然同样是通过引力的方式传递信息,但电影这里的情况和引力波实在是八竿子打不着。

但这不代表电影和引力波没有关系。电影的科学顾问基普·索恩(美国理论物理学家,当今世界上研究广义相对论下的天体物理学领域的领导者之一)在他的科普著作《星际穿越》(The Science of Interstellar)中,为了不至于让观众在观看电影的时候,“烧脑”太过,不得不对原著中的科学信息有所删减。

那我们就来看一下,引力波究竟是什么?


什么是引力波?

很多人都听说过爱因斯坦的广义相对论,但并不知道它讲了什么。事实上,广义相对论的很多推论是人们的直觉无法理解的。比如这一项——引力的定义:


在广义相对论中,引力被归咎为与时空的弯曲。

“时空弯曲是什么?”它的意思是,我们平时看到的空间貌似是平直的,但真实的情况中,却是像哈哈镜里一样扭曲的。这种扭曲是物质造成的,质量越大,扭曲就越大。

我们可以把宇宙想象成一个蹦床,如果没有任何扰动,它是平坦的。但有质量的物体出现时,比如来游乐场的小孩,或者是地球这样的庞然大物,它就会变得弯曲。

可怜的是,这种弯曲,对于生活在蹦床上的我们来说,根本感觉不到。一是因为我们跟着蹦床一起弯曲了,二是由于这种弯曲实在是太微小了!!!

如果只是弯曲还好,但如果这个大质量物体发生变化,比如小孩子蹦走了,或者地球爆炸了,那么,这个蹦床就会开始震动,而这种震动就是引力波。


爱因斯坦的预言成真

2016年2月11日,激光干涉引力波天文台(LIGO)正式宣布,人类于2015年9月14日首次直接探测到引力波,证实了100年前爱因斯坦的预测。科学家花费数个月时间验证数据并通过审查程序,才宣布了这个讯息。

这个引力波信号来自于约13亿年前两个黑洞的碰撞,两个巨大质量结合所传送的扰动(时空涟漪),于2015年9月14日抵达地球。

这两个黑洞合并前的质量分别相当于36个与29个太阳质量,合并后的总质量是62个太阳质量,其中,相当于3个太阳质量的能量在合并过程中,以引力波的形式释放。


引力波的意义

引力波的发现意义重大,从科学意义上看,引力波可以直接与宇宙大爆炸连接。广义相对论中预言的引力波也可以产生于宇宙大爆炸中,这就是说大爆炸之初的引力波在137亿年后的今天仍然可以探测到。一旦我们发现了宇宙大爆炸时期的引力波,就可以揭开宇宙的各种谜团,甚至了解宇宙的开端和运行机制。

至于时空穿越嘛,现在还有点为时太早噢~

如何探测引力波?

简单来说,就是用激光的干涉来测量引力波,一束激光在经过一个半透镜后朝向两个互相垂直的方向前进,各自撞上一面反射镜,反射回来重新汇聚。理论上,只要反射镜与半透镜的距离精确一致,汇聚后的激光能够由于干涉而相互抵消。而一旦引力波经过,激光走过的距离被改变,干涉现象也会因此发生变化,从而被观测到。

但是,实际上,探测并没有辣么简单啦。


最简单的两个原因:

其一,由于震动太小,所以即使检测到变化,也十分微弱。其二,探测仪器周围环境微小的变化都会影响实际观测,如附近疾驰而过的汽车、极其微弱的地震活动等等,所以还要在很远的地方再建一个,如果两个都震了,才能在一定程度上说明问题。 显然,光有这些也是不够的。在实际探测过程中,由蒙纳士大学研究团队设计、完成的引力波探测和解析GW150914软硬组件,通过在探测器内输入假引力波,覆盖假引力波的信号,从而分辨出真正的引力波,这一审核探测系统也为此次直接探测到引力波作出了重要贡献。


六位参与LIGO合作的莫纳什学者

monash LIGO研究团队 (从左至右):PaulLasky; Yuri Levin; Chris Whittle; Duncan Galloway; Letizia Sammut; Eric Thrane

Eric Thrane博士(莫纳什大学讲师,LIGO科学合作团队成员)认为此次引力波的发现“是天文学史上的一个分水岭”。“莫纳什LIGO团队的探测成果揭示了一种全新的方式来解开宇宙的奥秘。尽管引力波的发现仅是冰山一角,但借助已知的方式,我们研究团队正致力于探索更多远在天外的新奥秘。”自2011年起,Thrane博士与蒙纳士团队便致力于探测器各方面的研发,他和他的研究小组证实,通过天文镜的震动能够测出模拟引力波信号。这个模拟过程有效建立了研究团队的自信心,为引力波的发现奠定了基础。

引力波的探测与天文镜的敏锐度密不可分。天体引力波专家Yuri Levin教授(莫纳什大学讲师,LIGO科学合作团队成员)开发的基于评估天文镜热波动噪声的理论框架以及利用高质量的反射涂层增加LIGO天文镜灵敏度的方法,对此次引力波的探测有着极大的贡献。Levin教授的成果已广泛地应用到全球LIGO团队的研究中。

Paul Lasky 博士(莫纳什大学博士后研究员,LIGO科学合作团队成员)一直专注于研究引力波天体物理学。他是LIGO科学合作团队的活跃成员,他的首要工作是预测和搜索中子星释放的引力波,以及研究这些外来物体的主要物质。他解释道:“大约14亿年前两个黑洞发生冲撞,在不到一秒钟的时间里,释放了超过5000个太阳释放终生的能量。这些能量被释放,在宇宙游走,直到2015年9月被我们探测到。”

Letizia Sammut博士(莫纳什大学博士后研究员,LIGO科学合作团队成员)同样也是引力波天体物理学的研究人员,负责引力波、天体物理源和兼并黑洞的搜索。她说:“能在我博士的最后阶段参与到引力波的探测,真是令人难以置信的兴奋。未来我希望能在这个有意义的领域里做出自己的贡献。”

“下一步,我们将抓住发现引力波存在的这一机遇,开辟宇宙研究新时代。”Duncan Galloway博士(莫纳什大学资深讲师,LIGO科学合作团队成员)是中子星引力波研究领域的专家,他与莫纳什研究团队以及英国合作团队正在开发一个全新的光学望远镜机器人,用于探测与引力波信号相关的可见闪光。

Thrane博士的学生Chris Whittle(莫纳什大学科学专业荣誉学位学生,LIGO科学合作团队成员)在他本科荣誉学位期间参与到引力波的研究项目中,“和莫纳什大学研究团队的专家们一起工作是一件非常荣幸的事,探测到引力波更是令我终生难忘。”Whittle将继续完成他的本科课程并继续进行对于引力波数据的分析工作。


莫纳什大学科学学士学位 Bachelor of Science

学制:3年

开学日期:2月、7月

校区:Clayton

学费:A$35,500

该课程致力于培养学生批判思维、问题解决能力、定量分析、沟通技巧、团队合作等等能力及学生在各自专业领域内的知识和技能。学生可选修专业包括:生物和生命科学、生物医学和行为科学、地球与环境科学、数学和计算科学以及物理和化学科学等。

毕业生可在公共组织、私人企业或非盈利企业工作,就业范围包括新闻出版、商业研究和分析、公共关系和营销、银行与金融、人力资源、培训与发展、公共政策制定、社会与社区服务、咨询和社会福利等等。


入学条件:

中国高考学生:接受高考成绩,达到所在省一本较低线,且满足语言要求 雅思6.5(单项不低于6.0)接受托福,

VCE考生:2015 ATAR成绩:85分以上,EAL:30分以上,任何理科科目:25分以上

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