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苟利军:你是否也倾听过星辰大海的声音?

时间:2017-12-15 00:07:46 来源:华中农业大学学生工作处 作者:黄蓉 杨诗虹

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苟利军教授讲解引力波

中国大学生网讯(文字记者:黄蓉 杨诗虹 摄影记者:虞诗旻 石仁正)11月1日晚,中国科学院国家天文台研究员、中国科学院大学教授苟利军在综合楼501报告厅为我校师生带来了以“倾听星辰大海的声音”为题的主题讲座。

荣获诺奖 引力波开启新时代

“上月初,科学界发生了一件振奋人心的事,诺贝尔物理学奖被颁发给了探测到引力波的美国科学家雷纳·韦斯、基普·索恩和巴里·巴里什。”讲座伊始,苟利军教授以诺贝尔奖为切点,分享了这三位教授的一些奇闻异事,介绍了探测到引力波所获得的诸多奖项。

“什么是引力波?”紧接着,苟利军抛出一个问题。他从经典物理学时代讲起,为同学们讲述了引力波理论提出的漫长过程,并阐释了引力波的本质。“牛顿超越常人的一点,在于他把引力这个问题做了数学处理。通过苹果树掉下苹果这个现象,能归纳出万有引力公式和逃逸速度。”从牛顿的“时间与空间没有联系”,到爱因斯坦的广义相对论中“真正的引力,是对时空的弯曲”理论,苟利军教授以幽默风趣的语言讲述了人类对时空的认知改变。

“质量导致时空弯曲,而弯曲的时空又决定物质的运动。”他从广义相对论中运动的角度,以有趣的比喻讲到了宇宙和引力波的关系,“宇宙是由时间空间组成的薄膜,在薄膜上放许许多多有质量的物体,会导致薄膜弯曲。真正的引力,就是时空的弯曲。而引力波,就被称作为时空的涟漪。”

百年探索 从理论到事实的完美转变

“产生引力波需要大量物质或者能量加速运动,而引力波本身,是十分微弱的。”苟利军以历史上最大的氢弹爆炸所产生的引力波为例,生动具体阐明了引力波探测程度之难,并向观众介绍了宇宙当中的引力波产生源,举例说明了双黑洞碰撞或者超新星爆发等。

他以时间为线索,介绍了从爱因斯坦提出引力波到现在,各种科学家集毕生之智慧所思考出的探测引力波的方法。从60年代的共振法到70年代的激光干涉探测引力波,科学家们在上百次实验之后,终于改良了迈克尔逊干涉仪,增加悬挂系统隔离地面震动,在90年代正式提出LIGO计划。

“经过一番波折之后,LIGO于2015年9月14日探测到了第一个引力波,用研究人员的话说——‘这是上帝的恩赐’,”苟利军以第一个被探测到的引力波为例,详尽解释了引力波的产生与传播,分析了引力波能被探测到的各种原因,他表示:“在这次探测引力波的活动中,我国南极望远镜AST3和HXMT慧眼也有参与。”并向观众介绍了中国在探测引力波中所做出的一些成果与技术。

寻引力波,听星辰大海的声音

“引力波的发现对我们生活的各个方面都有重大意义。”苟利军从金属、黑洞、生活以及科学方面讲述了发现引力波的意义。他认为其中最重要的就是引力波发现的科学意义。如果以人类的探知方式做类比,传统天文的观测方式就好比人的眼睛,而引力波就如同人的耳朵。之前只能通过眼睛认识这个宇宙,现在我们还能够听到宇宙的声音。

讲座接近尾声,苟利军现场播放了一个讲述黑洞的视频,为在场师生做了一个简单的科普。他对华农学子对引力波问题的浓厚兴趣表示欣慰,并为许多同学所提出的问题做了详细的解答。最后,他结合自己多年的科研经历,送给所有同学们一句话:“为什么要登山?因为山在那里。为什么要探测引力波,因为宇宙在那里。”

嘉宾介绍:

苟利军,现任中国科学院国家天文台研究员和中国科学院大学教授,黑洞及其高能爆发现象研究小组负责人。领导并共同翻译了《星际穿越》《暗物质与恐龙》和《丈量宇宙》等书籍。其中《星际穿越》获得2015年中科院优秀科普图书奖以及中国国家优秀科普图书奖。还联合创作过有关黑洞,引力波,火星和地外行星等10篇科普文章。

华中农业大学:黄蓉 杨诗虹供稿

责任编辑:高永锋

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