中子星相撞產生重力波 人類首次「目擊」

在距離地球1.3億光年之遠，兩顆中子星越走越近，在最終猛然碰撞合併的一刻，兩個舊的中子星消失了、一個新的生命誕生了，同時發出一波波宇宙時空漣漪——重力波。這一幕發生在今年8月17日。

由此，科學家證實了愛因斯坦對重力波速度等於光速的預測，並發現中子星激烈撞擊中生成金、鉑等重元素。包括香港中文大學在內的研究機構，昨日同時在全球各地舉行記者會宣佈此一本世紀物理學的重大發現。

研究重力波的激光干涉儀重力波偵測器「LIGO」研究團隊，自旗下三名科學家奪得今年諾貝爾物理獎後，10月16日再宣佈於今年8月探測到由雙中子星合併產生的新型重力波。這是人類有史以來首次探測到雙中子星合併產生的重力波，同時也是人類第一次觀測到來自同一個天文事件的重力波和電磁波，再次證實了愛因斯坦相對論中的觀點。

在星體新舊交替的激烈互動中，其中一小部份時空漣漪（重力波）在宇宙間不斷穿越，經過1.3億光年的旅行，終於到達地球。在地球一端等待的科學家，接收到儀器頻段內的重力波的局部殘痕，讓他們驚喜交加。

見證宇宙重組的聲與光

中子星在宇宙中多次重組，但今天的人類在沒有電磁波望遠鏡和重力波探測器之前，好比聾子和瞎子，既看不到也聽不到。而此次由加州大學聖克魯斯分校天文學家福利（Ryan Foley）領導的團隊，緊張地觀測了上述碰撞，他們看到一道明亮的藍光在碰撞過程中迅速褪變成紅色，立刻拍攝了快照。

「看到這道光時，你的心情會非常複雜，感到幸福、快樂、然後竟是絕望，你可以感受到整個世界之重。」福利說。

用通俗的方法解釋重力波，就像一個池塘中投下一顆石子所引起的漣漪，只不過，重力波是時空的漣漪。也就是說，如果宇宙中發生劇烈變化，如恆星爆炸、黑洞碰撞，都會產生重力波。

這一研究是由美國「激光干涉重力波天文台」（LIGO）和歐洲「處女座」（Virgo）重力波探測器領銜，與全球其它70個地面及空間望遠鏡共同完成的。

證重力波科學家剛奪諾獎

科學家的研究結果發表在《物理評論快訊》（Physical Review Letters）期刊上，由LIGO-Virgo和其他天文學家合作撰寫的系列相關論文也已經被《天體物理雜誌快訊》（Astrophysical Journal Letters）和《自然》（Nature）期刊接受。

100多年前，愛因斯坦的廣義相對論預言了引力波的存在，到 2015年9月14日首次被科學家探測到而獲得證實。此後人類探測到4宗引力波事件，三名美國科學家因此獲得今年的諾貝爾物理學獎。不過，以前的引力波信號都是來自兩個黑洞的合併，這次則是來自兩顆中子星的合併，首次被人類所探測到。

星體新舊交替誕生金和鉑

在地球1.3億光年以外，兩顆中子星質量分別為太陽質量的1.1倍以及1.6倍，直徑各約20公里，相距約300公里。它們彼此環繞，越來越快，越來越近，開始延展、扭曲周遭的時空（space-time），以重力波的形式釋放巨大的能量，並以光速向四面八方傳遞。

兩顆中子星在相撞一刻合而為一，釋放出短伽瑪射線暴。之後，天際出現一顆「千倍新星」（kilonova），繼續將大量發光發熱的物質噴向浩瀚宇宙。美國雙子星天文台（U.S. Gemini Observatory）、歐洲極大望遠鏡（European Very Large Telescope）和哈勃太空望遠鏡（Hubble Space Telescope）的觀測結果顯示，有包括金、鉑、銀以及碘、鈾、鉍等重元素在是次過程中形成的跡象，解決了一個長達50年的疑團——比鐵更重的元素（約佔全部元素的一半）的來源。