【重力波「余音」】研「后重力波」 试寻相对论遗缺

2018-03-31 03:22:04  阅读 44 次 评论 0 条
■黎冠峰正积极投身「后重力波」科研,计划以更先进快速的电脑运算,量度黑洞对撞轨迹,分析线索验证相对论是否有遗缺。 香港文汇报记者曾庆威 摄
■黎冠峰正积极投身「后重力波」科研,计划以更先进快速的电脑运算,量度黑洞对撞轨迹,分析线索验证相对论是否有遗缺。 香港文汇报记者曾庆威 摄

  中大学者黎冠峰量度黑洞对撞轨迹 夺杰青学者奖

  天上星河转,人间帘幕垂。自古以来,浩瀚的宇宙穹苍一直有奇妙力量,启发人类有不同的创新领悟。LIGO团队成功探测爱因斯坦相对论预言的重力波,可谓当代最重要的天文物理学发现,而伴随有关成果而来的,更是科学家思考及探索宇宙未知的崭新开端。有份参与LIGO研究的香港中文大学物理系助理教授黎冠峰,亦正积极投身「后重力波」科研,他获得今学年教资会的杰出青年学者奖,打算以更先进快速的电脑运算,量度黑洞对撞轨迹,甚至希望分析出线索,验证及挑战相对论是否有遗缺。 ■香港文汇报记者 高钰

  自1915年爱因斯坦提出划时代的广义相对论,百年后仍然为物理天文学带来重大启示。「激光干涉仪重力波观测站(LIGO)」至今曾5次探测到重力波的空间震动,首4次均是由双黑洞合併所产生,最新一次则是源自双中子星合併。

  在该次合併中,除了LIGO以外,全球各地其他天文观测站也探测到紧接重力波后包括伽玛射线、可见光、红外线等的对应电磁波信号,结果震惊世界。那更意味一个规律地探测、甚至利用重力波的新时代即将来临。

  黎冠峰早前接受香港文汇报专访时形容,重力波于天文学提供新线索,科学家对此深感非常兴奋,「宇宙多过90%物质是未知之物,重力波有新方法来观察宇宙,可能会就暗能量(Dark Energy)或暗物质(Dark Matter)有新的发现,增加人类对宇宙的了解。」

  获经费逾80万 研究3年

  随重力波的成功发现,各种建基于有关观测成果的崭新研究,亦已在科学界开展,其中黎冠峰亦凭其「以致密星体物合併发射的重力波测试重力的强场动力学」项目,获得教资会杰出青年学者奖及逾80万元经费,进行为期3年的研究。

  黎冠峰分享指,是次研究项目与自己的博士论文研究亦有关係,当中同样是探讨如何可以利用探测到的讯号波,藉助Bayesian Model Selection(贝叶斯模型)统计与推断,去验证爱因斯坦的相对论有否存在什幺欠缺的东西。「当两个黑洞对撞,研究团队将会量度其移动的轨迹,以验证相对论是否正确。如稍有偏离,可能就会出现一些线索,证明相对论可能有修正要做。」

  事实上,不少科学家认为,虽然爱因斯坦相对论对理解「重力(Gravity)」十分重要,但其对重力之描述,却不能兼容量子力学(Quantum Mechanics)中自然界的其他作用力,当中存在庞大的思考及探索空间。黎冠峰指,因为黑洞重力非常之强,本身亦非常之小,量度黑洞对撞的资讯,将可能改变人类对重力的理解,同时可以把相对论和量子力学联繫在一起。

  间接建立适合民用高科技

  问及整个研究计划的困难和目标,黎冠峰指目前计算还是不够快,团队做算式的时候,涉及很多计算用的电脑,找出如何改善电脑的计算速度是研究计划的一部分。此外,现阶段就是想看看双黑洞对撞会出现什幺问题,一旦出现新线索,下一步就是探究出新的理论,但这已是后话。

  黎冠峰又提到,重力波需要精準的探测,贡献不单只在宇宙物理研究层面,更间接建立起很多适合民用的高科技,例如可大幅度减少噪音的镭射技术及勘探石油的探测器等,「我以前读博士的时候,便有一名Supervisor(指导教师)与学生一起设计了一个量度地震的探测器,最终这探测器演变成可藉震动方向、强度和频率勘探石油的工具。」

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