-
姬扬:引力波探测需要更多的检验
关键字: 引力波引力波探测LIGO诺贝尔奖根据LIGO给出的三个观测站的灵敏度(图2),LIGO Livingston在100Hz附近(这是引力波信号的典型频率)是10-23/Hz1/2,根据采样定理,这里的噪音就应该是10-22的量级——也就是说,噪音跟信号大小相仿。作为一次性事件的测量,很难显著地提高信噪比。
其实,不用纠缠于这些数字的具体大小(这里也仅仅是估计),我们也可以说,引力波是非常微弱的信号,仅仅拿几个观测站测量结果之间的一致性以及和数值广义相对论计算结果的符合作为判断依据,恐怕还不足以让所有的人都服气。
图2 、LIGO Livingston、LIGO Hanford和VIRGO的探测灵敏度。取自Phys.Rev.Lett.119.141101(2017)。
幸运的是,还有第5次引力波事件,它得到了其他观测结果的支持。但是,这唯一的“多信使天文观测”事件,也有一些让人尴尬的地方。
这次事件的第一个预警来自于伽马暴监测卫星Fermi,它在检测到伽马暴GRB 170817A(2017年8月17日12:41:06 UTC)以后仅仅14秒钟,就自动发出了预警。LIGO尽管更早(大约早了1.7秒种)发现了GW170817(12:41:04 UTC),但是在6分钟后才发出预警,而且还是较低的级别,因为这是根据LIGO Hanford数据给出的;大约40分钟后才发出了正式预警。人工分析的结果表明,在引力波事件发生的时候,LIGO Livingston碰巧发生了一个时间很短(几个毫秒)但幅度很大的瞬时扰动,导致LIGO自动报警程序认为不是两个探测器同时检测到了信号(因为它认为测量被污染了)。VIRGO也没有报警,因为数据传输出现了问题,而且巧合的是,引力波传来的方向碰巧是VIRGO干涉仪最不灵敏的方向(这个巧合对于确定引力波事件发生的方位却非常有利)。
对LIGO有利的是,伽玛暴预警差不多每天都有一两次,而LIGO运行9个月的O2期间只预警了GW170817这一次与中子星有关的引力波(正好又赶上了Virgo投入使用),而且指认的空间范围比伽马暴方法小得多(图3)、并且给出了距离的估计,从而有力地促进了其他观测组的兴趣,也得到了后续观测结果的进一步支持——实际上,预警发出之后不到11个小时,天文望远镜就在预警的区间里观测了信号。
但是,LIGO毕竟晚了一步,而且是在伽马暴预警的提醒下才确认的。再说,伽马暴的定位虽然比LIGO/VIRGO的定位差一些,但也不是不可接受(图三中浅蓝色圆环和深蓝色大圆的重叠区域),即使没有LIGO的结果,也很难说就不会有接下来的X射线和可见光观测。在我看来,LIGO并没有起到绝对不可替代的作用,我更好奇的是,天文学家们为什么要耐心地陪着LIGO团队玩沉默游戏,真的只是为了造一个大新闻吗?
这次事件的公布是在诺贝尔物理学奖宣布之后。LIGO团队和天文学界的保密工作做得很好,“暴风雨前的宁静”,干得漂亮。当然,圈内人肯定都是知道的,诺贝尔委员会当然也不会不知道。九月底公布GW170814(三个引力波观测站第一次同时观测到信号)前的骚动,更别说八月份的网上泄密、Nature报道了,只能提示我们制造大新闻需要做多少权衡了。
图3、引力波事件GW170817和伽马暴事件GW70817A的定位。深蓝色的大圆是Fermi卫星伽马暴检测的定位范围,浅蓝色的圆环是根据Fermi和INTEGRAL伽马暴探测的时间差得到的定位范围。浅绿色的长条是两台LIGO的定位结果,而深绿色的小区间是LIGO/VIRGO共同定位的结果。取自Astrophy.J.Lett.848:L12(2017)
标签 引力波-
本文仅代表作者个人观点。
- 请支持独立网站,转发请注明本文链接:
- 责任编辑:孙武
-
新战线还是佯攻?俄军南北两线同时行动 评论 65来华试乘后,“凭啥中国人要永远买西方车?” 评论 173“照你说的,我们是输给中国了吧?”,她被问住了 评论 377联大通过涉巴勒斯坦“入联”决议 评论 429“对于联大第2758号决议,美国只有严格遵守的义务” 评论 225最新闻 Hot
-
她被问住:照你说的,我们是输给中国了吧
-
“西班牙、爱尔兰等国本月承认巴勒斯坦,后续还有更多”
-
联大通过涉巴勒斯坦“入联”决议
-
“电动汽车关税将升至100%,还要对医疗器械下手”
-
美国认了,又没认…
-
“美国想玩权游,中国会反击”
-
最后一天,印度从马尔代夫全部撤军
-
美欲对中国联网车下手,韩国又紧张了
-
为对付中国,他称美国得向印度取经
-
他向美媒“告洋状”,想蹭乌克兰却忘了……
-
乌克兰称俄军可能在北部开辟新战线
-
拜登都承认了,“布林肯报告仍将嘴硬”
-
“韩国得自卫,不然美军赢不了中国”
-
“对于联大第2758号决议,美国只有严格遵守的义务”
-
上万人抗议以色列,她也现身了
-
美议员举例广岛长崎支持向以供武,日外相:不可接受
-