愛迪生預(yù)言成真 讀science和莫納什大學(xué)學(xué)者一起探索時(shí)空

還在過年ING的你，是不是還在感慨馬云爸爸春晚上面微信搖一搖2億分紅包啊!所以和小編下面要介紹的內(nèi)容不符合但是!但是!真是科學(xué)，信息改變了我們的生活啊!生活太美好了!好了現(xiàn)在進(jìn)入正文，咳咳，有沒有想過可以穿越時(shí)空，澳洲莫納什大學(xué)一幫學(xué)者在研究著呢!

你一定記得在電影《星際穿越》結(jié)尾處，庫(kù)珀博士在高緯空間中干擾地球引力，給女兒留下了突破人類科學(xué)極限的關(guān)鍵信息的場(chǎng)景。但請(qǐng)別誤會(huì)，雖然同樣是通過引力的方式傳遞信息，但電影這里的情況和引力波實(shí)在是八竿子打不著。

但這不代表電影和引力波沒有關(guān)系。電影的科學(xué)顧問基普·索恩(美國(guó)理論物理學(xué)家，當(dāng)今世界上研究廣義相對(duì)論下的天體物理學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者之一)在他的科普著作《星際穿越》(The Science of Interstellar)中，為了不至于讓觀眾在觀看電影的時(shí)候，“燒腦”太過，不得不對(duì)原著中的科學(xué)信息有所刪減。

那我們就來看一下，引力波究竟是什么?

什么是引力波?

很多人都聽說過愛因斯坦的廣義相對(duì)論，但并不知道它講了什么。事實(shí)上，廣義相對(duì)論的很多推論是人們的直覺無法理解的。比如這一項(xiàng)——引力的定義：

在廣義相對(duì)論中，引力被歸咎為與時(shí)空的彎曲。

“時(shí)空彎曲是什么?”它的意思是，我們平時(shí)看到的空間貌似是平直的，但真實(shí)的情況中，卻是像哈哈鏡里一樣扭曲的。這種扭曲是物質(zhì)造成的，質(zhì)量越大，扭曲就越大。

我們可以把宇宙想象成一個(gè)蹦床，如果沒有任何擾動(dòng)，它是平坦的。但有質(zhì)量的物體出現(xiàn)時(shí)，比如來游樂場(chǎng)的小孩，或者是地球這樣的龐然大物，它就會(huì)變得彎曲。

可憐的是，這種彎曲，對(duì)于生活在蹦床上的我們來說，根本感覺不到。一是因?yàn)槲覀兏拇惨黄饛澢耍怯捎谶@種彎曲實(shí)在是太微小了!!!

如果只是彎曲還好，但如果這個(gè)大質(zhì)量物體發(fā)生變化，比如小孩子蹦走了，或者地球爆炸了，那么，這個(gè)蹦床就會(huì)開始震動(dòng)，而這種震動(dòng)就是引力波。

愛因斯坦的預(yù)言成真

2016年2月11日，激光干涉引力波天文臺(tái)(LIGO)正式宣布，人類于2015年9月14日首次直接探測(cè)到引力波，證實(shí)了100年前愛因斯坦的預(yù)測(cè)?？茖W(xué)家花費(fèi)數(shù)個(gè)月時(shí)間驗(yàn)證數(shù)據(jù)并通過審查程序，才宣布了這個(gè)訊息。

這個(gè)引力波信號(hào)來自于約13億年前兩個(gè)黑洞的碰撞，兩個(gè)巨大質(zhì)量結(jié)合所傳送的擾動(dòng)(時(shí)空漣漪)，于2015年9月14日抵達(dá)地球。

這兩個(gè)黑洞合并前的質(zhì)量分別相當(dāng)于36個(gè)與29個(gè)太陽質(zhì)量，合并后的總質(zhì)量是62個(gè)太陽質(zhì)量，其中，相當(dāng)于3個(gè)太陽質(zhì)量的能量在合并過程中，以引力波的形式釋放。

引力波的意義

引力波的發(fā)現(xiàn)意義重大，從科學(xué)意義上看，引力波可以直接與宇宙大爆炸連接。廣義相對(duì)論中預(yù)言的引力波也可以產(chǎn)生于宇宙大爆炸中，這就是說大爆炸之初的引力波在137億年后的今天仍然可以探測(cè)到。一旦我們發(fā)現(xiàn)了宇宙大爆炸時(shí)期的引力波，就可以揭開宇宙的各種謎團(tuán)，甚至了解宇宙的開端和運(yùn)行機(jī)制。

至于時(shí)空穿越嘛，現(xiàn)在還有點(diǎn)為時(shí)太早噢~

如何探測(cè)引力波?

簡(jiǎn)單來說，就是用激光的干涉來測(cè)量引力波，一束激光在經(jīng)過一個(gè)半透鏡后朝向兩個(gè)互相垂直的方向前進(jìn)，各自撞上一面反射鏡，反射回來重新匯聚。理論上，只要反射鏡與半透鏡的距離精確一致，匯聚后的激光能夠由于干涉而相互抵消。而一旦引力波經(jīng)過，激光走過的距離被改變，干涉現(xiàn)象也會(huì)因此發(fā)生變化，從而被觀測(cè)到。

但是，實(shí)際上，探測(cè)并沒有辣么簡(jiǎn)單啦。

最簡(jiǎn)單的兩個(gè)原因：

其一，由于震動(dòng)太小，所以即使檢測(cè)到變化，也十分微弱。其二，探測(cè)儀器周圍環(huán)境微小的變化都會(huì)影響實(shí)際觀測(cè)，如附近疾馳而過的汽車、極其微弱的地震活動(dòng)等等，所以還要在很遠(yuǎn)的地方再建一個(gè)，如果兩個(gè)都震了，才能在一定程度上說明問題。 顯然，光有這些也是不夠的。在實(shí)際探測(cè)過程中，由蒙納士大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)、完成的引力波探測(cè)和解析GW150914軟硬組件，通過在探測(cè)器內(nèi)輸入假引力波，覆蓋假引力波的信號(hào)，從而分辨出真正的引力波，這一審核探測(cè)系統(tǒng)也為此次直接探測(cè)到引力波作出了重要貢獻(xiàn)。

六位參與LIGO合作的莫納什學(xué)者

monash LIGO研究團(tuán)隊(duì) (從左至右)：PaulLasky; Yuri Levin; Chris Whittle; Duncan Galloway; Letizia Sammut; Eric Thrane

Eric Thrane博士(莫納什大學(xué)講師，LIGO科學(xué)合作團(tuán)隊(duì)成員)認(rèn)為此次引力波的發(fā)現(xiàn)“是天文學(xué)史上的一個(gè)分水嶺”。“莫納什LIGO團(tuán)隊(duì)的探測(cè)成果揭示了一種全新的方式來解開宇宙的奧秘。盡管引力波的發(fā)現(xiàn)僅是冰山一角，但借助已知的方式，我們研究團(tuán)隊(duì)正致力于探索更多遠(yuǎn)在天外的新奧秘。”自2011年起，Thrane博士與蒙納士團(tuán)隊(duì)便致力于探測(cè)器各方面的研發(fā)，他和他的研究小組證實(shí)，通過天文鏡的震動(dòng)能夠測(cè)出模擬引力波信號(hào)。這個(gè)模擬過程有效建立了研究團(tuán)隊(duì)的自信心，為引力波的發(fā)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。

引力波的探測(cè)與天文鏡的敏銳度密不可分。天體引力波專家Yuri Levin教授(莫納什大學(xué)講師，LIGO科學(xué)合作團(tuán)隊(duì)成員)開發(fā)的基于評(píng)估天文鏡熱波動(dòng)噪聲的理論框架以及利用高質(zhì)量的反射涂層增加LIGO天文鏡靈敏度的方法，對(duì)此次引力波的探測(cè)有著極大的貢獻(xiàn)。Levin教授的成果已廣泛地應(yīng)用到全球LIGO團(tuán)隊(duì)的研究中。

Paul Lasky 博士(莫納什大學(xué)博士后研究員，LIGO科學(xué)合作團(tuán)隊(duì)成員)一直專注于研究引力波天體物理學(xué)。他是LIGO科學(xué)合作團(tuán)隊(duì)的活躍成員，他的首要工作是預(yù)測(cè)和搜索中子星釋放的引力波，以及研究這些外來物體的主要物質(zhì)。他解釋道：“大約14億年前兩個(gè)黑洞發(fā)生沖撞，在不到一秒鐘的時(shí)間里，釋放了超過5000個(gè)太陽釋放終生的能量。這些能量被釋放，在宇宙游走，直到2015年9月被我們探測(cè)到。”

Letizia Sammut博士(莫納什大學(xué)博士后研究員，LIGO科學(xué)合作團(tuán)隊(duì)成員)同樣也是引力波天體物理學(xué)的研究人員，負(fù)責(zé)引力波、天體物理源和兼并黑洞的搜索。她說：“能在我博士的最后階段參與到引力波的探測(cè)，真是令人難以置信的興奮。未來我希望能在這個(gè)有意義的領(lǐng)域里做出自己的貢獻(xiàn)。”

“下一步，我們將抓住發(fā)現(xiàn)引力波存在的這一機(jī)遇，開辟宇宙研究新時(shí)代。”Duncan Galloway博士(莫納什大學(xué)資深講師，LIGO科學(xué)合作團(tuán)隊(duì)成員)是中子星引力波研究領(lǐng)域的專家，他與莫納什研究團(tuán)隊(duì)以及英國(guó)合作團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)一個(gè)全新的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡機(jī)器人，用于探測(cè)與引力波信號(hào)相關(guān)的可見閃光。

Thrane博士的學(xué)生Chris Whittle(莫納什大學(xué)科學(xué)專業(yè)榮譽(yù)學(xué)位學(xué)生，LIGO科學(xué)合作團(tuán)隊(duì)成員)在他本科榮譽(yù)學(xué)位期間參與到引力波的研究項(xiàng)目中，“和莫納什大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)的專家們一起工作是一件非常榮幸的事，探測(cè)到引力波更是令我終生難忘。”Whittle將繼續(xù)完成他的本科課程并繼續(xù)進(jìn)行對(duì)于引力波數(shù)據(jù)的分析工作。

莫納什大學(xué)科學(xué)學(xué)士學(xué)位 Bachelor of Science

學(xué)制：3年

開學(xué)日期：2月、7月

校區(qū)：Clayton

學(xué)費(fèi)：A$35,500

該課程致力于培養(yǎng)學(xué)生批判思維、問題解決能力、定量分析、溝通技巧、團(tuán)隊(duì)合作等等能力及學(xué)生在各自專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的知識(shí)和技能。學(xué)生可選修專業(yè)包括：生物和生命科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)和行為科學(xué)、地球與環(huán)境科學(xué)、數(shù)學(xué)和計(jì)算科學(xué)以及物理和化學(xué)科學(xué)等。

畢業(yè)生可在公共組織、私人企業(yè)或非盈利企業(yè)工作，就業(yè)范圍包括新聞出版、商業(yè)研究和分析、公共關(guān)系和營(yíng)銷、銀行與金融、人力資源、培訓(xùn)與發(fā)展、公共政策制定、社會(huì)與社區(qū)服務(wù)、咨詢和社會(huì)福利等等。

入學(xué)條件：

中國(guó)高考學(xué)生：接受高考成績(jī),達(dá)到所在省一本較低線，且滿足語言要求 雅思6.5(單項(xiàng)不低于6.0)接受托福，

VCE考生：2015 ATAR成績(jī)：85分以上，EAL：30分以上，任何理科科目：25分以上