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LIGO朝圣记

(2016-06-05 17:24:23) 下一个

2016年2月11号,刚刚从三年前发现希格斯粒子的激动气氛中稍许平静下来的物理界,突然又爆出一个大新闻:困扰人们一百年的引力波,终于找到了!消息一出,网上沸腾。这个确实厉害,原因有三:第一,以前引力波只是一个理论假设,虽有间接证据,却没有直接证实,这下好了,找到了。同时也开启了一个崭新的天文学领域,前景不可限量。第二,测量的设备虽说不是经天纬地,但也堪称气势宏大:两个台站,相隔几千公里连锁,从东南到西北横跨美国大陆。每台有两条笔直的激光管道,每条长达4公里。使用的技术门类也极为复杂先进。还有一点尤其值得惊叹,那就是物理学人的恒心和耐力,在一个非常冷门的专业,几十年专心致志,苦苦探求,终于修成正果。正是这锲而不舍的精神深深打动了我,我决定找个机会去“圣地”朝拜。

也巧了,上网一查,其中的一个观测站就在路易斯安那州,隔我住的休斯顿只有四五小时车程。实验室每月只有一个周末对外开放,2月20号星期六正好是发现引力波以后的头一次开放,为此他们还特地把开始时间从平时的下午一点改成上午十点,不用犹豫,就赶这一趟了。

星期六一早八点,驱车向东,直奔Livingston。五小时后,到达小镇。正担心找不到地方,丁字路口高挂一个非常小的牌子,上面只有四个字母:LIGO,圣地果然在此。公路向密林里延伸,正疑惑是否错过地方,路旁赫然出现LIGO的大牌子:激光干涉引力波天文台,内心一下肃然起敬。

慢慢开进停车场,里面已经有满场的车辆。参观不要门票,也没有安全检查一类的手续,人们慕名来这,都是怀着对科学的极大好奇和热爱。一进科普大楼,迎面就是那几张熟悉的引力波信号图,来之前已经在物理杂志的网站上看过。在报告厅听完实验室负责人的介绍,跟着众人来到控制中心参观。这就是创造历史的地方:墙上挂满了屏幕,GPS时钟,噪音水平显示,大地波动信号,等等。最关键的就是那个激光信号屏,两条彩色曲线,犹如细水微澜,不停地在时空里平稳荡漾。如果突然跳动几下,那又将是一道宇宙波澜从地球闪过 …….

从大楼出来,绕到后面,眼前就是观测站的主角:长达四公里的超高真空激光通道。混凝土外壳有一人多高,笔直向树林远处延伸,一眼望不到边。身背后,与之成直角的是另一条通道,也是四公里长。我对这个距离印象深刻,因为从我们村到镇里就是这个距离,小时候来回不知走过多少次,中间要穿过很多田野村庄,而这里全是森林。

就是这两条长长的管道,犹如巨人张开的双臂,随时准备拥抱天外来客。当引力波扫过太空的时候,整个地球随之伸缩,犹如婴儿捏气球一样轻易!两臂长度随之变化,两束激光的路程不一样了,引起干涉强度的变化,被探测器记录。这次探测到的引力波所造成的两臂一长一短之差到底有多少?一毫米?不,一毫米太长太长。实际的变化只有质子直径的千分之一,太细微了! 这技术真可谓鬼斧神工!这其中的隔震技术非常关键,任何能引起光学系统波动的因素都必须彻底消除,这就是为什么门口有牌子提醒车辆缓行。还有,比如南面墨西哥湾的海浪,公路交通,地震等等的影响。据介绍,现在即使管道两边伐木场的机械运行和大树倒下,也不会影响仪器的正常工作。

我一直看着眼前外表粗黑的混凝土管道,实在觉得不可思议。一边是以光速飞行了十几亿年的宇宙波澜,一边是可以探测到小数点后面十九个零的长度变化,这是何等的人类智慧!

当世人在津津乐道隔空移物,隔山打牛的时候,一群人却在寂寞无人的森林里,埋头开发最尖端的现代科学技术,日复一日,年复一年,不为红尘所动,探测那即使隔着茫茫星系也能轻易移物的引力波,他们的人生是精彩的。

LIGO负责人讲话结束的时候,屏幕上出现了科研人员的合影,讲堂里顿时响起了热烈的掌声,这是对敬业精神的掌声,也是对科学崇敬的掌声。

  1. LIGO全貌(Google截图)

2. 两个黑洞融合的示意图以及由此产生的引力波信号。

3. 实验室负责人讲解。屏幕上的合作单位里有清华大学。

4。参观控制中心(照片中的男子怀抱婴儿)。

5. 激光管道(向西的一臂)。

6. 两条互相垂直的激光管道(远处是向南延伸的一臂)。控制中心外面的圆柱是液氮罐(用来抽真空)。

7. 站在激光管道旁边。

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