
地球上的黄金、铂金,自古以来就被人类开采,但它们究竟从哪里来?重金属元素的来源是一直困扰科学家的问题。因探测引力波而获2017年诺贝尔物理学奖的巴里•巴里什教授,利用激光干涉引力波天文台(LIGO)就此进行了新的观测实验。
30日,他在第三届世界顶尖科学家论坛上透露重大推测:科学家在实验室里运用中子碰撞制造重元素,而通过千新星的中子星碰撞就能计算出碰撞中产生的重元素。他与中国上海“前沿话题讲堂”会场连线说,“千新星产生了重量为地球重量100倍的黄金和其他重元素,并最终进入地球。”他认为,这是目前科学家对地球上重元素来源的最好理解。

在真实世界里,引力波是一位从天而降的“信使”,而这样的“信使”在宇宙中还有很多。随着人类科技的进步,人们发现的“信使”越来越多,对宇宙的了解也越来越多。在引力波研究先驱巴里·巴里什(Barry Barish)看来,新天文学正在诞生,那就是“多信使天文学”。
解放日报·上观新闻记者了解到,和过去相比,天文学在利用电磁波谱中不同的波长进行天文学研究方面取得了卓越进步。应用射电望远镜这种非凡的技术来观测同样的现象,科学家能够聚集不同区域的不同仪器,通过发射不同频率信号的方式,从不同的角度、不同的波长让黑洞成像,并最终理解宇宙的本质。
巴里•巴里什教授指出,多信使天文学是未来发展的趋势。这种天文学通过不同信使进行信息结合的形式,来告知宇宙的发展变化。在多信使中,人类运用了电磁波谱、无线电波、可见光、高能光子等,当下多信使又增加了新成员——核相互作用力产生的中微子。这种信使不来自电磁相互作用,而来自其他相互作用的信息。总而言之,科学家结合不同信使来研究宇宙中同样的现象,包括光子、电磁辐射、中微子等。
引力波首次探测是有关多信使天文学的第一个案例。巴里•巴里什教授通过不同地区的两个探测器,在两个黑洞相遇时碰撞、合并收集到的信号,证明引力波的存在。这个案例直接证明了过去不被天文学家认可的事实:恒星黑洞的存在。恒星燃尽之后的崩塌产生了恒星黑洞,而这次的探测又让科学家了解到恒星黑洞不为人所知的其他性质,比如它们成对出现、和月球环绕地球形式相似,并且恒星黑洞的质量比太阳的质量大20倍以上。
对于巴里•巴里什来说,仅仅通过引力波来观测宇宙还远远不够。预测引力波的出现,并提醒天文学家将望远镜对准引力波产生的方向是非常重要的事情。他指出3台探测仪器——激光干涉引力波天文台(LIGO)的两台仪器和室女座干涉仪(VIRGO)同时运作,对于提高信号精确度的重要性。实验证明,除了中微子之外的所有电磁探测器都能检测出信号。通过集中所有探测器发出的信号,最终呈现的信息能够给科学家提供宇宙源头的依据,了解并预测宇宙不同物质的运行规律。包括中子星碰撞生成了重元素,形成相当于100个地球重量的“黄金工厂”。

