Tag: 引力波

         自2016年2月11日LIGO团队宣布成功探测到引力波，完成爱因斯坦广义相对论最后一块拼图后，诺奖只是一个时间问题。只是因为结果公布比当年的诺奖提名截止时间晚了10天，LIGO晚了一年获奖，刻在科学最高荣誉殿堂里的名字也有了些许改变：罗纳德-德雷弗（Ronald Drever）没有出现。　　罗纳德-德雷弗，苏格兰实验物理学家，LIGO三位联合创始人之一，2017年3月7日逝世于爱丁堡，享年85岁。         这位给LIGO留下了许多基础性设计的苏格兰人，早在25年前就因与当时NSF（美国国家科学基金会）指派的项目负责人罗克斯-沃格特（Rochus Vogt）不睦，被没有任何官方解释地“踢”出了团队，并被禁止踏入LIGO办公楼半步。　　德雷弗放弃了加州理工学院给予另一个独立引力波项目的补偿，从此消失在LIGO的故事里。 2016年，当荣誉奖项纷至沓来，媒体报导连篇累牍，德雷弗均作为一个名字被匆匆带过。其时，他已深受痴呆症之困，所幸仍能理解引力波探测成功的消息，并为之开心不已。        对LIGO来说，“消失”了25年的德雷弗是一个微妙的存在。甚至，从某种意义上来说，当德雷弗最终“消失”在这个世界上，诺奖评委会面临的一道难题也迎刃而解：诺奖最多只能提名3个人，LIGO三位联合创始人雷纳-韦斯、吉普-索恩和德雷弗固然重要，但在项目进程中力挽狂澜的领导者巴里-巴里什也不可或缺。　　德雷弗和巴里什，就这样两次在命运的十字路口擦肩而过。 20年前，当德雷弗因LIGO派系斗争被“扫地出门”，整个项目已成一摊死水。巴里什临危受命，用务实而严谨的管理能力争取到项目经费，建立成熟的科研体系，并创立了LIGO科学联盟。 20年后，德雷弗怀抱LIGO的成功消息溘然长逝，巴里什受限于“3个获奖人”的尴尬处境也从此结束。　　这两次擦肩而过间，是LIGO长达三十多年的悲喜剧。　　因引力波结缘大洋彼岸：英雄所见略同　　1931年，德雷弗出生在苏格兰南部一个名为Bishopton的村庄。他前半生的轨迹相对简单——在苏格兰的格拉斯哥大学完成了从本科到博士的学业，并留在该校从事博士后研究。但一个重要物理问题就像命运一根无形的线，逐渐将德雷弗与大西洋彼岸的加州理工学院和LIGO项目连在一起。　　这个问题就是如何在实验上证明引力波的存在。引力波是爱因斯坦广义相对论中的重要推论。在广义相对论的叙述中，时间和空间会在质量面前弯曲。时空在伸展和压缩的过程中，会产生振动传播开来，这些振动就是引力波。我们在地球上随时随地都可能遭遇来自宇宙中各种源头的引力波：两个黑洞合并、中子星自转、超新星核塌缩等。然而，即使是像黑洞这样巨大质量的系统相互碰撞、合并，产生的引力波信号传递到地球上也是很微弱的。就连爱因斯坦本人也想像不到，能通过怎样方法测到引力波。1969年，马里拉大学的一位工程学教授韦伯（Joe Weber）宣称利用自己的谐振条探测到了引力波。韦伯谐振条是两个铝制的圆柱体，分置于马里兰大学校园内和芝加哥附近的阿贡国家实验室内。韦伯认为，这两个谐振条可以像铃铛一样，在接触到引力波时振动，并由周围的传感器转化为电信号。为了排除其他地面震动的影响，谐振条被悬置于真空中。当两个谐振条在微小时间间隔内产生同样的震动，韦伯认为他探测到了引力波。　　这个发现让很多物理学家很振奋，但随着很多人并没有重复出实验结果，韦伯的结果也陷入了无限的争议。但被韦伯所启发的一批物理学家中，有很多终其一生​​继续追寻引力波，并最终相聚于LIGO，其中就包括德雷弗和韦斯。　　德雷弗最初的思路与韦伯类似，试图通过检测铝棒接触到引力波时的长度变化来捕捉引力波。尽管在设备的灵敏性上要比韦伯提高很多，但德雷弗和他的学生休夫（James Hough）始终没有成功。随后，德雷弗的思路转向了激光干涉，并在技术上做出了一些全新的突破，比如通过谐振腔来控制稳定的激光频率的方法。　　这与大西洋彼岸麻省理工学院的韦斯想法不谋而合。韦斯从学生时代就为引力波这个问题着迷，并在教授一堂广义相对论本科课程时将设计探测引力波布置为了课堂练习。 1972年春天，韦斯写出了一个初步的设计，每个干涉仪的探测臂有五尺长，但是他申请经费方面遭遇了瓶颈——毕竟当时很多著名物理学家还不相信黑洞的存在。　　加州理工学院的索恩则在稍晚一些投入到通过激光干涉探测引力波的研究，但在经费申请方面要比韦斯顺利得多。 1981年，加州理工学院注意到了德雷弗在相关领域的成果，邀请他加盟，专门负责干涉仪建造上的工程问题。     ...

三位美国科学家由于对引力波的观测发现获得了本次诺贝尔奖物理学奖，而多伦多大学的研究者则是这一发现背后不可或缺的参与者之一。引力波理论是爱因斯坦在100多年前就率先提出的理论。多伦多大学天体物理学教授Harald Pfeiffer和他的几个学生帮助这三名物理学家的团队发现两个黑洞的碰撞导致了引力波。瑞典皇家科学院表示，引力波的侦测代表了天体物理学奖的革命性发现。而这一研究已经持续了50年，Pfeiffer和全球其他1000个科学家一起通力协作致力于这一项目的研究。来源：Toronto Star