13億光年外黑洞相撞 科學家聽到了

2016-02-23 13:28 聯合報 好讀周報

美國LIGO團隊錄下距離地球13億光年的兩個黑洞相撞產生的聲音，這是愛因斯坦廣義相對論假設「重力波」的第一個直接證據。 圖／路透

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新聞故事：美國科學家11日宣布，他們聽到並錄到距地球13億光年的兩個黑洞相撞產生的聲音「噗」，這個有如水滴的微弱聲音是愛因斯坦100年前廣義相對論假設「重力波」（gravitational wave）的第一個直接證據，這個發現被看好贏得諾貝爾物理獎。

愛因斯坦認為，時間和空間並非獨立存在，而是一體的「時空」。此外，質量會產生重力，當有質量的物體在時空中加速運動，就像水面上航行的船隻泛起漣漪，重力變化會以光速、類似波的形式向外傳，稱為重力波。最強的重力波是由最劇烈的天體運動引起，例如黑洞彼此接合、巨大星體爆炸，或是138億年前的宇宙誕生。

黑洞、中子星等天體碰撞可能產生重力波。研究人員從兩個黑洞碰撞，繼而融合成新黑洞的機會，觀測到重力波存在。這兩個黑洞分別是太陽質量的29、36倍，兩者融合以重力波的形式釋放相當於3個太陽質量的能量，穿越太空，在去年9月14日抵達地球，被守候已久的兩個美國巨型雷射偵測站偵測到。路易斯安納州站先測到，7.1毫秒後，3千公里外的華盛頓州站也偵測到，兩個偵測站合稱「雷射干涉儀重力波天文台」（LIGO）。

天文學家和物理學家極為振奮，不僅因為終於偵測到重力波，且是以聲音的形式「聽到」，意味科學家現在能聽到宇宙的原聲帶。LIGO計畫執行長瑞茲說：「這是宇宙首次透過重力波對我們說話，在此之前，我們都是聾子。」

英國天文物理學家霍金說：「這是科學史上重要的一刻。重力波提供看待宇宙的全新方式。這是首度觀察到黑洞融合，除了檢驗廣義相對論，我們期待透過宇宙史看到黑洞，甚至可以看到大爆炸初期宇宙的遺跡。」

85歲的蘇格蘭實驗物理學家德瑞佛（Ronald Drever）當年協助創立LIGO，如今他卻罹患失智症，無法與同事共享喜悅。他當天在愛丁堡郊區的照護中心，透過電視轉播觀看LIGO團隊發表這項「本世紀最偉大的科學突破」成果。