[科普中国]-物理学家基普·索恩：LIGO明年2月重启，探测距离是过去2倍

引力波赋予了我们一种探索宇宙的新方法。根据物理学原理，能从遥远的宇宙传播过来，同时能够带来远方信息的波一共只有两种：第一，电磁波。比如说像X射线、光、无线电等等属于这一类。随着伽利略在400年前发明了小光学望远镜，发现了木星的四颗卫星，基于电磁波的天文学就诞生了，让我们对于宇宙有了全新的认识。第二，引力波。加州理工学院荣誉费曼理论物理学教授Kip Thorne和他的同事们三年前用引力波观测到黑洞碰撞，开创了引力波天文学。引力波的发现使得我们对于宇宙的了解完全不同于这400年来的了解。那么，目前引力波探测的前沿进展如何？未来虫洞是否可以实现星际穿越吗？在2018年11月3日腾讯WE大会现场，当今世界最权威的理论物理学家之一Kip Thorne教授和大家近距离畅聊了这些话题。相比2017年诺贝尔物理学奖得主这一身份，基普·索恩(Kip Stephen Thorne)更为人熟知的是他的另一身份：电影《星际穿越》的科学顾问兼制片人。从 2016 到 2017 年，引力波一直都是大家谈论的热点。迄今为止，激光干涉引力波天文台（LIGO）已经确认了 6 个引力波事例，而 2017 年的诺贝尔物理学奖也毫无悬念地给了引力波探测。我们已经看到的这些引力波都来自双黑洞、双中子星合并，但宇宙大爆炸产生的原初引力波信号仍然未被发现，它们也许能够揭示宇宙起源的秘密。而LIGO的建立就是用来寻找宇宙中的引力波，从而可以验证黑洞的存在和检验广义相对论。LIGO在2019年2月重启，探测距离会相当于过去2倍，探测的体积或扩大8倍Kip Thorne在接受腾讯科普记者提问时，说：“我们2017年的8月关闭了LIGO并对其做改进，目前进展顺利；预计2019年2月份会重启LIGO。目前我们可以预计探测的距离相当于过去的两倍，探测的体积将扩大约8倍。所以未来一两年可能会经常看到黑洞与中子星发生碰撞，甚至于在螺旋环绕的过程当中，黑洞能够撕裂中子星。在这样更加干净和优越的环境中，希望能够更好地研究中子星内核物质的物理现象、物理规律。”既然LIGO已经探测到多次黑洞与中子星的碰撞。那么，在银河系或者是附近的星系能够看到超新星爆炸呢？这是很多天文爱好者的热衷的问题。Kip Thorne教授表示，他们也非常希望能够看到超新星爆炸所产生的引力波。如果说能在银河系或者是临近星系发生超新星爆炸的话，我们将能够看到其产生的引力波以及中微子。目前来看，计算机还没有能够成功的模拟出来，也就没法参透其中的奥秘。据他介绍，超新星爆炸发生的概率大概是50年一遇，因此需要至少探测50个星系，才能够确保我们能看到超星系爆炸。他告诉记者说：“目前还看不了那么远，因此要想看到超新星爆炸，还是需要一定的运气成分。”虫洞很可能不存在，更不会带人穿越时间旅行对于对于科幻电影的制作，Kip Thorne曾提出过很多有趣的题材，如虫洞等，那么虫洞和时间到底是什么关系？如果我们穿越虫洞会发生什么？对人类未来生活有什么影响？Kip Thorne现场给大家解释说：“很遗憾，我们也不知道在宇宙当中是否存在着虫洞，但是很有可能物理学原理会阻止虫洞的形成。虫洞即使能够形成，物理学原理也会导致其崩塌，使之不能够携带任何的东西进行时间旅行，包括人类。”据了解，“虫洞是否存在”这个议题，是Kip Thorne在做LIGO之前研究的重点。但是他表示目前仍然还不知道答案，但如果虫洞确实存在，有可能成为时间机器的一个工具。遗憾的是，我们对于黑洞的了解远多于对于虫洞的了解。“科幻对我的启发和对于大众的启发是一样的”相比起其他物理学家，基普·索恩显得更接地气。据Kip Thorne现场讲诉，他四岁的时候，祖父对他说，如果你要是能够找到一个工作，干起来就像玩儿一样，那你就算是人生赢家了。而在他13岁时，读到了一本关于科学、物理学以及天文学的书——《从一到无穷大》，自此就爱上了物理。当被问到科幻与科学二者的关系时，Kip Thorne说：“对于我的个人而言来讲，能够启发我的新的研究方向，比如说我研究虫洞、时光旅行等。我认为科幻是一个非常重要的手段、方法、工具，能够去启发大众的科学观。这是我做《星际穿越》等科幻电影的主要原因之一。但科幻对我的启发和对于大众的启发是一样的。”受访人| 基普·索恩(Kip Stephen Thorne) 美国理论物理学家，他的主要贡献在于引力物理和天体物理学领域，目前担任加州理工学院费曼理论物理学教授，是当今世界上研究广义相对论下的天体物理学领域的领导者之一。本文发布前，受访专家已审稿。编辑 | 曾丹文章由腾讯科普“科普中国头条创作与推送项目”团队推出转载请注明来自“科普中国”