新知 物理

愛因斯坦教授 你是正確的

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撰文者:余海峯 博士
發文日期:2016-06-17
點閱次數:1708
  • 萬一觀測結果與你的理論不符呢?

    1919 年,愛因斯坦的一個學生如此問他。那天,愛丁頓(Sir Arthur Stanley Eddington) 在西非普林西比島(Príncipe) 以電報向全世界傳送他的日全食觀測結果。他的觀測顯示星光的確被太陽重力扭曲,成為愛因斯坦廣義相對論的第一個證據。

    Albert_einstein
            “
    若然如此,我會為上帝感到惋惜。我的理論是正確的。”





    今年2 月11 號,激光干涉重力波天文台(LIGO) 正式發表人類史上首次直接觀測到重力波GW 150914 的證據。6 月14 號,LIGO 再發表第二個重力波GW 151226 的證據。
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    GW 151226 重力波訊號。(Abbott et al.2016, PRL 116, 241103)
     
    這兩個重力波都是雙黑洞結合系統所釋放出的。另外比較少人留意的是LIGO 同時發表了第三個疑似重力波LVT 151012 的證據。相比GW 150914 與GW 151226 的99.99997%,LVT 151012 只有87% 機會是真實的重力波。
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    三個重力波訊號在天空上的來源方向。(Abbott et al. 2016, arXiv:1606.04856)
     
    這三個重力波訊號打開了人類觀察宇宙的另外一個窗戶。幾千年的人類文明以來,我們終於能夠以電磁波以外的方法觀察這個宇宙。如果人類文明能夠延續下去,這肯定佔有未來歷史書中極其重要的一頁。

    另一方面,這三個重力波訊號也帶給了人類另一個難題:為什麼擁有幾十倍太陽質量的雙黑洞系統比我們想像的還要多?這對於人類了解恆星演化和宇宙演化等課題極為重要。

    今年剛好是愛因斯坦發表廣義相對論100 週年。97 年前,廣義相對論的第一個預言「星光偏折」得到了證實。今年,廣義相對論的最後一個預言「重力波」也得到了驗證。科學就是如此的一門學問,能夠用嚴謹的數學作出在100 年後以99.9999% 準確度證實的預言。

    我想像,如果愛因斯坦得知人類在過去一個世紀窮幾代科學家一生努力才能夠在今天證實他的預言,他應該會說:「我早就知道,我的理論是正確的。」

     感謝余海峯博士同意全文轉載,原文刊登於 『余海峯David.物理貓 phycat』網站。
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