
这是一场跨越百年的接力。从爱因斯坦伟大的预言,到一代又一代科学家矢志不渝的求索,2月11日,当“引力波”这三个字,以核裂变般的速度引爆全球,全世界都在为这扇探索宇宙新窗口的开启而欢欣鼓舞。在参与建造、维护仪器、分析数据的1000多位科学家中,有一位是南京大学校友胡一鸣,他曾在南大天文与空间科学学院读了四年本科。

他来自南大天文系,高中时就是狂热的天文爱好者
就在农历正月初五,大家在微信朋友圈里晒美景美食的时候,南大校友胡一鸣却写了一篇关于引力波的短文说,“相对于这漫天星空,人类无论从质量、密度、尺度、温度还是从寿命来看,都渺小得无以复加。我们日常生活中所烦恼忧愁或喜极而泣的各种大事,在宇宙看来都不值一哂。”
胡一鸣高中时就是个很狂热的天文爱好者,一心想去国内最好的天文系读书,所以目标就定为南大天文系。“我高考填志愿时只填报了南大天文系一个志愿。”大学期间,他曾是南大天文爱好者协会会长,“当时我只是很喜欢天文,并且希望把自己对天文的热情与朋友们分享。”

读博士期间研究引力波数据处理,没想到这么快被探测到
本科毕业后,胡一鸣进入英国格拉斯哥大学读博士,研究的就是引力波的数据处理。胡一鸣说,他的办公室里有一块白板,每天都会写写画画。“每天基本上都是坐在电脑前,写程序、看文献、开电话会议,以及上网。”他坚信一定会在很短的时间内探测到,但是真的没想到,这么快就探测到了,而且更想不到的是在爱因斯坦发表广义相对论的一个世纪后探测到信号,向世人宣布了这一发现。
站在一个新时代的全新起点,迎来了人类探测到的第一个引力波信号。分布全球的多个超级计算机开足了马力,想要将那一段短短数秒的信号背后的物理全部挖掘出来。慢慢地,如同盲人摸象般,他们开始一层层解开这一引力波信号的面纱。“这个信号,先经过利文斯顿,再经过汉福德,两个探测器,相隔7毫秒,留下了几乎一模一样的波形。所以可以确定信号来自南天空……它大约来自13亿光年以外,所以正应了星球大战的开篇:很久很久以前,一个很远很远的星系发生的惊心动魄的故事。”
胡一鸣说,对于天文学家来说,这点点涟漪意味着我们有了黑洞存在的强有力证明:在并合之前的一瞬间,在如此小的间距内聚集着如此巨大的质量,除了黑洞,实在是不做他想。“它也意味着我们第一次观测到了双黑洞系统的存在,我们也确定了这种系统可以在足够短的时间内并合,我们可以估算这一类时间的发生率。”

记者:有科学家称,人类探测到引力波,如同一个失聪的人突然获得听觉,从此获得感知世界的新能力。那么,未来的研究计划如何,还会有新的引力波被发现吗?
胡一鸣:对于下一次探测,根据黑洞并合事件的探测数,以及探测器对于这类事件产生的引力波的敏感度,我们可以估算宇宙中黑洞并合的发生率。将这个事件的发生率与下一次观测运行的预期灵敏度相结合,就可以让我们对下一次观测中能够探测到的事件数目有大概的认知。这个数字是非常令人振奋的。把所有的情况通盘考虑,我们预期可在下一个观测运行中探测到3到90个显著的双黑洞并合事件,并且有近乎百分之百的可能性探测到至少一个(引力波)事件。
记者:距离爱因斯坦预测其存在至今已有百年,可以说大家对它翘首以盼,但为什么这一发现却在探测到其信号半年以后才公布研究成果呢?
胡一鸣:其实信号到达后3分钟就被程序发现,但是因为那个时候还没有正式开始观测,所以大家并不期待探测到信号,回过神来第一个发现这次探测时已经是半小时以后了。尽管如此,我们内部恪守规则,在没有万分的把握之前,严禁任何成员向任何组织外的个人透露消息。
记者:对于科学工作者而言,发现引力波意味着什么?对于普通人而言,它的存在与生活有什么密切联系吗?
胡一鸣:如果要问及它的现实意义,恐怕很少有人能回答得上来。正如爱因斯坦当年也无法准确地预言,广义相对论能给人带来什么用处。但实际上,我们手机里使用的卫星导航,如果缺了广义相对论的修正,根本就无法正常使用。在面对科学突破时,特别是这种基础领域的突破时,我们不应该以现实应用评价它的价值。当然,这也并不是说,纳税人的钱扔给它只是为了听个响(我们的确听到了这一声黑洞的并合)。LIGO的建造,涉及无数科研前沿的问题等待突破,而这些技术上的创新与突破,都纷纷衍生出创新公司,也许未来某一天,我们也将从中受益。要知道,创造互联网的,并不是某个商业公司,而是为了探索高能物理的欧核中心。
记者:网友将探测引力波称为“宇宙间最浪漫的相遇”。但其实身在其中的科学家可能并不觉得浪漫,毕竟可能要耗费一辈子的时间去等待一个似乎很渺茫的结果,你们日常的工作是什么样的?是否想过要放弃呢?
胡一鸣:我日常的研究工作一句话就可以概括:每天上百封电子邮件,每天都有电话会议,有时候更多。双黑洞引力波的探测是一次惊世之作,但对于大众读者而言这不过是屏幕或者报纸上简单的几个数字,可我们在没有十二分自信之前,不敢轻易发布消息,论文中的每一句话,每一个数字,背后都是漫天飞舞的电子邮件的讨论和反复的计算确认,浸满了汗水。可以说,我们发表的文章,两句三年得,一吟双泪流,却从没想过放弃。诗意一点地说,风景在路上,追逐探测的这个过程,也一样很美好。
来源 | 《光明日报》、《现代快报》


