物理学家邮件曝光披露重大天文发现：双黑洞合并时的引力波

一年前，美国哈佛史密斯天体物理研究中心的科学家曾声称，架设在南极的专业望远镜BICEP2发现了引力波，但最终核实为误报。近日，又有传言称，激光干涉引力波观测站（LIGO）很有可能已经发现了引力波。据Science网站2月5日报道，加拿大麦克马斯特大学理论物理学家Clifford Burgess的电子邮件在推特上被曝光，披露了这一发现的更多细节。一篇投往Nature杂志的文章（或将于2月11号正式发表）称，激光干涉引力波天文台(应该是升级版的Advanced LIGO)探测到了双黑洞合并时的引力波。

美国路易斯安那州的LIGO设施

“我关注这个传言很长时间了，这次似乎真的可信。”Clifford Burgess表示，此前关于LIGO发现引力波的传言似乎是真的，“虽然我本人还没看到论文，但我根据与看过论文的人的交流而了解到这些。”

邮件截图

Clifford Burgess在邮件中称，给定Advanced LIGO两个探测中心之间的距离，通过到达时间差推断出引力波的传播速度和光速一致。探测信号较强，达到5.1σ（物理学家通常将超过5σ信号定义为比较确定的发现），黑洞的初始质量分别为36和29太阳质量，合并后为62个太阳质量，甚至探测到了并合以后铃荡(ring-down)的信号，它最终变成了一个Kerr黑洞。传播速度跟光速一致！

哈佛史密斯天体物理研究中心研究者，银河系巨型气泡结构发现人苏萌则在微博表示：“这毫无疑问将是历史性的时刻！激光干涉引力波天文台（LIGO）一直被传发现了引力波信号，更细节的内部消息今天被透漏出来：2月11号的Nature上将发表这个结果，5.1sigma置信度，看到两个分别为36和29太阳质量的黑洞并合为62太阳质量黑洞，甚至看到了并合的过程，最终成为Kerr黑洞。传播速度跟光速一致！ ”

据《中国国家天文》杂志官方微信介绍，如果大质量天体发生碰撞、超新星爆发等极端宇宙事件会产生强大的引力波，这是爱因斯坦广义相对论中有一个重要预言。形象一点来说，引力波可以被看做是一种时空涟漪，会像波一样传递开来。数十年来，科学家们一直在寻找引力波，但都没有发现。引力波的发现，是对广义相对论的直接验证，也为我们打开了认识宇宙的全新窗口。如果这次发现属实，将是一次里程碑式的科学发现，其结果或将直接问鼎诺奖。

LIGO与BICEP2研究的引力波属于不同的类型，会为人类理解宇宙带来不一样的线索。LIGO搜寻的是来自宇宙中的剧烈天体事件的强引力波，比如黑洞和中子星等致密天体之间在碰撞过程中产生的引力波，这些是现今的宇宙中频繁发生的天体事件，而BICEP2则是试图发现早期宇宙中原初引力波的蛛丝马迹。BICEP2位于南极，主要研究的是宇宙大爆炸之后大约38万年时所产生的宇宙微波背景辐射。BICEP2并不是直接探测引力波，而是通过研究原初引力波可能对微波背景辐射造成的影响来间接探测引力波。

不论是原初引力波还是现代引力波，一旦被发现，都将成为一项重大的科学突破。原初引力波包含着关于早期宇宙的信息，能够用来检验暴胀理论，并揭示宇宙最初的演化过程。另一方面，如果LIGO成功地发现了现代宇宙中产生的引力波，那么就能帮助科学家了解中子星、黑洞这样的极端致密天体的引力作用机制。

从探测方法上讲，BICEP2是通过宇宙微波背景辐射的来间接探测引力波，LIGO则是人类首次直接检测引力波对时空结构的影响。

“LIGO实际上是整个人类目前所拥有的高精尖技术的集成。”此前，中科院国家天文台研究员张承民接受科技日报记者采访时表示，“探测引力波不仅仅是一个简单的科学计划，而是美国的一项战略计划，科学发现只是其目标之一。其真正的价值在于推动美国整个科技体系的发展，建立美国未来领导世界的科技基础。”

“相当于100多年前人类发现电磁波。”张承民解释，电磁波的发现使人类进入了通讯的新纪元，但电磁波的传播也有缺陷，因为它在地球上或宇宙空间内的传播会受到带电粒子的干扰。而引力波并不受带电粒子的影响，所以它可以穿越星系，向更遥远的宇宙发送信息，为人类带来真正的星际通讯。