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2016年6月15日

科學家再次成功探測重力波 中大物理系黎冠峰教授參與其中

2016年6月15日
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中大物理系研究助理教授黎冠峰教授。

黎冠峰教授攝於位於路易斯安那州列文斯頓的LIGO探測站內控制室。

兩個黑洞在合併時產生重力波(相片來源:Aurore Simonnet, E/PO Sonoma State University

位於路易斯安那州列文斯頓的LIGO探測站。(相片來源: LIGO Laboratory)

鐳射干涉儀重力波觀測站(Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory,簡稱LIGO)科學合作組及處女座重力波探測器(Virgo)合作組正式宣佈,其兩台探測器第二次成功探測到重力波(Gravitational Waves)。香港中文大學(中大)最近成為LIGO科學合作組的香港合作院校,由中大物理系研究助理教授黎冠峰教授領導唯一來自香港院校的研究人員,參與探測重力波的研究工作。 

是次重力波信號是於世界標準時間 (UTC) 2015年12月26日凌晨3時38分 (香港時間當天上午11時38分),由兩台分別位於路易斯安那州列文斯頓(Livingston, Louisiana)和華盛頓州漢福德(Hanford, Washington)的LIGO探測器所探測到,結果已獲《物理評論快訊》期刊(Physical Review Letters)接受發表。 

LIGO的科學家根據探測到的信號,估算出兩個合併黑洞的質量大約分別是太陽質量的14和8倍,合併後黑洞的質量則達太陽質量的21倍。合併大約於14億年前發生,有大約1個太陽質量的物質轉化為重力波。是次探測到的信號來自兩個黑洞合併前的最後27個繞轉軌道,信號首先到達Livingston探測器,1.1毫秒之後到達Hanford探測器,初步顯示了重力波源於天區所在的位置。 

LIGO 於2016年2月11日公佈首次探測到重力波,證實了愛因斯坦於1915年發表的廣義相對論之重要預言,標誌了重力波天文學這個全新領域的開啟。今次再次探測到重力波,所估算出的黑洞質量比第一次探測到的黑洞為少。因為其質量較少,它們在探測器敏感的頻率範圍內經歷了更長的時間 — 大約一秒鐘,讓科學家有望統計出黑洞在宇宙的數量。 

黎冠峰教授表示︰「探測到重力波並不是一生只經歷一次的事情,相反,物理學家可望未來經常探測到重力波,我感到很高興。中大於今年3月與LIGO科學合作組正式合作,讓我們能與世界各地的頂尖科學家,一同進行重力波物理研究的工作,我相信未來會有更多突破性的發現。」 

LIGO簡介 

LIGO由美國國家科學基金會斥巨資資助,並由加州理工學院和麻省理工學院構思、建造及操作,於2001年正式投入運作。LIGO科學合作組集合逾1,000名來自超過90間大學及研究機構的科學家一起參與發展相關的探測技術及分析數據。LIGO於2015年完成升級工作,成為Advanced LIGO,探測儀器的靈敏度獲大大提升,在其首次試行期間已成功偵測重力波。(詳情請參閱: http://www.ligo.org/)。這個歷史性發現最近為LIGO團隊贏得多個科學榮譽,包括「基礎物理學特別突破獎」(Special Breakthrough Prize in Fundamental Physics「格魯伯基金會宇宙學獎」(2016 Gruber Foundation Cosmology Prize)及「邵逸夫天文學獎」 (The Shaw Prize in Astronomy 2016)。 

中大為LIGO首個香港合作院校

中大最近與LIGO科學合作組簽署了合作備忘錄,正式成為LIGO首個香港合作院校。作為LIGO的成員,中大的研究人員不但可以取得LIGO探測器及Virgo探測器的數據,與合作組中其他成員機構作學術交流,更可委派研究人員前往探測器參與培訓及操作。



中大物理系研究助理教授黎冠峰教授。

中大物理系研究助理教授黎冠峰教授。

 

黎冠峰教授攝於位於路易斯安那州列文斯頓的LIGO探測站內控制室。

黎冠峰教授攝於位於路易斯安那州列文斯頓的LIGO探測站內控制室。

 

兩個黑洞在合併時產生重力波(相片來源:Aurore Simonnet, E/PO Sonoma State University

兩個黑洞在合併時產生重力波(相片來源:Aurore Simonnet, E/PO Sonoma State University

 

位於路易斯安那州列文斯頓的LIGO探測站。(相片來源: LIGO Laboratory)

位於路易斯安那州列文斯頓的LIGO探測站。(相片來源: LIGO Laboratory)

 

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