这个程序流水线的名字叫Coherent WaveBurst,它做了一件非常简单的事情:计算这个波形的能量变化 。发现在两个天文台捕捉到这样的能量变化,而且时间差距在10毫秒以内,我们就把这个信号提取出来 。
认为这可能是一个引力波信号 。
前面我们既讲了什么叫引力波的基础理论,又讲了我们怎么探测到引力波 。
下面我就讲一下,为什么我们这么确信这个信号就是个引力波,而不是其他的东西?
我们把收集到的16天的数据都输入到这张图里面去,大家可以看到,左边是代表我们所有的信号的背景,右边这个点就是我们探测到的信号 。
探测到的信号,远离我们整个数据的背景,远离的程度是多少?它的信噪比在23以上,它在天文上的标准显示度达到了5.1σ值 。
在天文上,5以上我们认为就是一个新发现 。我们没有机会对黑洞放出的引力波做实证的对比,因为我们现在还没有任何方式能观测到黑洞 。那么我们做了一个仿真的对比 。
上面是一个黑洞并合的过程,这个红线叫数值广义相对论的一个仿真曲线,这个灰线是从diyi张PPT的数据中重构出来的——一个我们认为是引力波的曲线 。
大家能看到这两个曲线的相似度在99%以上 。在旋进并合到渐退的过程,它从35赫兹到350赫兹,在不到一秒的过程中剧变然后消退 。
这不是一个普通的噪声所能伪装出来的信号,一个噪声想伪装成这样的一个信号的概率,20万年才会有一次 。这件事加强了我们的信心 。
通过这样一个对比,我们非常有信心:这是一个引力波的信号 。
这项工作,有来自全世界一百多个科研机构的上千名科学家参与 。从90年代开始建设天文台,到现在探测到引力波,历经20余年,清华大学是中国的weiyi的参与单位 。
这件事的理论意义,我想用这句话是最准确的概括了:
引力波的探测,是爱因斯坦在1915年提出的广义相对论在最极端最严格情况下的一个验证 。
等于说是填补了广义相对论四大验证中最后的一块板块 。
在天文上的意义在于说我们开始能够听到宇宙,打开了一扇探索宇宙的新窗口,开启了引力波天文学的一个新时代 。
未来的工作很简单,这张图标识了我们用两个天文台来定位引力波源的一个精度 。
这个精度还是很粗糙的,它不足以支撑我们未来精确的引力波天文学的研究 。
未来我们要建设全球的引力波探测网络,这样的一个网络在美国已经运行,在欧洲和日本建设,甚至在印度也开始筹划,中国也在紧锣密鼓的计划中国主导下的引力波天文台的建设 。
很多人都问我,你这个东西有什么用呢?
现在我可以明确地告诉大家,没有现实意义上能挣钱的应用 。但是我想最起码在刚才的几十分钟里,它给我们了一个机会,让我们大家在一起去仰望星空 。
引力波到底美不美?从刚才我给大家介绍的一系列数字之中,大家可以来想像自然和宇宙是如此的神奇 。
13亿光年,65个太阳质量,在一秒钟之内放出了这么大的能量,而在10的负18次方的量ji上探测到引力波的存在 。
实际上我想讲的并不是自然有多神奇,我更想强调的是,人类居然能够理解这件事,是不是更神奇?
居然有爱因斯坦这样的人,在100年前就写下了方程,预言到了这件事 。
而在100年后,居然有人就能做出这样的仪器,把它探测出来 。
所以我想到底美不美,大家每个人心中都有你们自己的一个答案 。
很多人也问我,到底时空穿越,星舰文明有没有可能?我想没有不可能的事情 。
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