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现这里有一千多位科学家,大约来自17个国家,总部是在加州理工学院。
站在办公楼的屋顶上,可以看到两支各4000米长的探测臂成直角伸向远方的地面。
在这探测臂里面,由四面大镜子分别用支架支撑在这两条挥测臂的中轴上,每面镜子重40千克,直径为34厘米,这四面镜子体现了世界镜面加工的最高技术。
这镜子与普通的镜子极不相同。
例如我们平常用的镜子,光是通过玻璃背面金属反射回来,我们才看到影像,金属层前面的玻璃是起保护保用,并保证金属镀层的平整度。
但LAGO的100千瓦激光束,足以熔化任何金属,因此它的镜面是全部由玻璃组成。
镜面由36层玻璃组成,而每一层又由一层二氧化硅玻璃(硅玻璃)和一层五氧化二钽玻璃(钽玻璃)组成,它们交替排列一直有36层。
每一层玻璃都有很高的加工精度,这样每一层玻璃会反射一小部分光,每一层的厚度都经过精确计算。
这样根据LAGO激光的具体波长,每一层玻璃反射的光相互干涉,叠加起来最终构成反射率高达99.9999%的镜面。
那么为什么这样的结构就能探测到引力波?
大卫.赖茨介绍说:这是由引力波的性质决定的,引力波是一种以光速传播的时空波动,就如同石头丢进水里产生的波纹一样,被视为宇宙中的时空“涟漪”。
现代物理认为,引力波是一种与电磁波不同的辐射,无法通过电磁波直接观测,它与宇宙中物质的相互作用是非常微弱的,因此可以传播至很远的宇宙空间。
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引力波会产生“潮汐力”,例如木星在30年前将列维克慧星吸引住,并因为木星强大的“潮汐力”,将列维克慧星撕裂为十几块几公里大小的碎块,坠落到木星上,产生了40万亿吨TNT当量的能量。
这种“潮汐力”会在一个方向产生拉伸作用,在一个垂直方向产生挤压作用。
当两个黑洞合并产生的引力波震荡到达地球时,会在LAGO的两个长臂中一个产生拉伸变形,一个臂产生挤压变形。
而且拉伸和挤压两种效应将会循环震荡,只要这种震荡幅度超过千分之一的质子大小,LAGO的激光干涉仪就会测出来。
4115年9月14日,先是位于路易斯安那州的利文斯顿LAGO探测仪,在0.2秒的时间里“横扫”35赫兹到250赫兹,接着7毫秒后又到达华盛顿州的汉福德LAGO探测器并发生了同样的效果。
该时间差与光子或者引力波在两个探测器之间传播的时间一致,这也证明了引力波的传播速度与光速一样。
这次引力波,是因为在13亿年前,一个29倍太阳质量的黑洞,与一个36倍太阳质量的黑洞在13亿光年外合并为一个黑洞,产生的引力波,该引力波经过13亿光年距离的传播,到达地球,被LAGO探测到。
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