“诺奖得主Kip Thorne：通过研究引力波 我们可以知道宇宙是怎么产生的”

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“通过lisa (激光干扰空间天线)，2050年我们谈到了宇宙大爆炸，这项调查可以得出一点结果。 通过引力波的研究，我们可以知道宇宙是如何产生的，这个爆发期的迅速发展。 ”。 8月11日，年诺贝尔物理学奖获得者kip thorne在由厚益控股和《财经》(博客、微博)杂志共同主办的主题为“共享世界智慧领导未来科学技术”的世界科学技术创新论坛上如此说道

kip thorne表示，2030年，ligo (激光干涉仪引力波天文台)将得到进一步改善，印度、北美、日本等地的ligo将得到改善，其他地方也可能出现ligo。 通过研究，现在整个宇宙的诞生时间可以追溯到很久以前，研究小组也相信会有很多惊人的发现。

随着宇宙的扩大引力波越来越长，现在这些引力波的长度可以用lisa测试。 kip thorne相信，到2030年，通过引力波的分解，lisa可能能看到电磁产生的过程。

kip thorne说，在研究引力波的过程中，可以看到宇宙是如何诞生的，这更有意思。 宇宙诞生后，即使在高温、高热的环境下，引力波也不会被吸收或散射。 宇宙诞生后的爆炸时期是放大各种各样的波浪的过程，有强有力的理论认为可以通过正负光的错开技术来看到。

以下是发言的实录。

kip thorne :大家都在听我吗？ 13亿年前，在遥远的银河中，两个黑洞在旋转周围产生引力波，它们在一起旋转的过程中突然发生碰撞，出现了引力波的流行病。 引力波在银河和整个宇宙中都飞行。 我们所有的银河系都越过已经来的银河系，进入广阔的宇宙，离我们13亿光年。 从光往返于13亿光年到5300年前，当我们的祖先和类人猿一起出现在星星上时，这些引力波进入我们的银河，于年9月14日到达地球，首先登记在半岛，地球上的所有物质不影响引力波，测量在我们的ligo 他们通过了信号测试，7分钟后到达华盛顿后的ligo测试器。 五个月来1000名科学家和工程师密切合作，来自欧洲同事的支持分析这些数据，以确保我们看到的真的是引力波。

那么，其实我就是这样自我描述引力波的迅速发展的。 也就是说，我们其实对引力波的监测非常多而且复杂。 我们必须防止其他东西影响我们的探测器，所以我们的监视器上有10万条数据通道告诉我们发生了什么，环境中发生了什么。 五个月的分解后，我们彻底确信被监视的是引力波。 年2月11日向世界公布这个结果是，发现了引力波，全世界都被报道为头条新闻，所有的主要媒体都被报道了。

怎么测试引力波？ 这来自爱因斯坦，1916年爱因斯坦当时采用了比较新的相对论理论，预测引力波的存在，同时描述了什么是引力波。 “什么是引力波。” 这有空之间的挤压和拉伸。 可以想象，使用它，空之间为3d时粒子自由落下，变成空之间，向一个方向拉伸，向一个方向挤压。 引力波的方向和空之间的平面是垂直的，50年来测试引力波被认为是不可能的。 这些引力波其发射源非常弱，所以我们的技术不够好。 但是1960年发生了变化，发现引力波的来源非常强，但我们以前不知道。 比如中子星，黑洞碰撞，技术变化，有激光，超级计算，我想就能监视引力波。 最初，wision开始了引力波的对策，我自己也在加利福尼亚理工大学参加了测试。

让我解释一下什么是引力波。 世界上只有两个波浪在宇宙中传播，带来遥远的消息。 一个是电磁波，一个是引力波。 什么是电磁波？ 电磁场的振动随着时间的推移在空之间传播。 那么引力波是我们在时间空之间自身的变动，电磁波是什么原因呢？ 由持续运动的带电量粒子形成，引力波产生于黑洞等巨大质量的物体。 电磁波容易被吸收，容易被散射，但引力波不能被这种散射或吸收，即使在宇宙这个初期的黑洞碰撞的情况下也不会被吸收。

这两个波的差我们正在观察这个差，所以很多引力波不能用电磁波的方法监视。 引力波不是电场的振动，而是由这个空之间的振动产生的。 这两种辐射完全不同，但在20世纪70年代对宇宙的理解来自电磁波，引力波的到来使我们对宇宙有了全新的看法。 1972年，rai weiss发明了ligo的技术，即引力波监测技术。 他写了一篇论文，计算声音源，也就是ligo面对的声音源，如何去除噪音，在你的引力波测试时，你能有多大的灵敏度。 他说监视器的胳膊长几十公里就可以监视，引力波的概念是什么？ 东西方向，挂起来，然后南北方向还有两面镜子。 有引力波时，引一组波，推一组波。 那么，下一个引力波来了，就推开第一组波。 我们可以用这种激光分光器测试，用激光的干涉效应测试引力波。 这个非常有趣。 我们可以用非常简单的方法解释这个波浪粒子有多小。

比如镜子之间那么远的话，首先从1厘米开始，1厘米除以100是头发的直径，除以100是光的波长。 再加10万可以得到原子的直径，再加10万可以得到原子核的直径，再加1000可以知道镜子孔的距离是多少。 我最喜欢这个比喻。 在我研究他的论文之前，我认为这个身体太愚蠢了，太疯狂了。 我们不能测试这么小的距离。 我和他也讨论过，但发现真的有可能看到这样的小规模变化，我自己开始学习理论物理学，尽力让rai weiss和他的同事实现引力波的监测。 我相信我确实能看到，但很明显为了检测引力波需要这项技术的持续进展。

让我再举一个例子。 非常有趣的例子。 也是我自己的学生。 是我博士后的学生在二十三十年间做的研究。 什么？ 根据量子力学，世界上的一切都在振动。 至少是一个非常小规模的振动，电子、原子中的电子、电子不断地振动和移动。 我只能说这一刻在哪里，在哪里。 同样是40公里的镜子，是镜子中的质量点，质量点也在不断地振动。 振动的量比我们预想的信号强度大，但在2~3年后。 迄今为止，在ligo中，今后两年可以看到用人类规模大的物质制造量子力学的运动。 当然，我们希望这些经典的振动不要积累引力波，所以我们现在用的是量子无损测量技术。 从镜子的振动中观测引力波，不损失量子信号，与量子拓扑、通信学和计算学密切相关。 我们想出了设备。 我的学生是前端，我们其实在操作振动可能性的分布。 我们建立了这些镜子量子振动的概率分布。 看光的分布，不振动镜子本身就无法引出引力波的量子信号，这是很棒的技术。 而且今年，我们在这个ligo第一步方面的突破已经实现了。

ligo本身成立于1972年，已经尝试追踪引力波43年了。 从1975年到-1994年我们做了一点研究。 然后在1972年-1994年进行技术开发。 barrybarish是ligo的主任，是高效的领袖，1995年以后成为我们ligo的主任，他推进了很多合作。 因为合作对这个处理多而复杂的问题很重要。 其中包括1000多名科学家、80多个机构和16个国家(包括中国)。 两代引力波相关的监视器。 我们是初级监视器和现代先进监视器。 年9月14日，第二代监视器开始搜索第一个引力波，收到信号。 刚才也说了。

比较一下这个信号的波浪特征。 这个灰色的部分是我们去除噪音后的波，是时间，随着时间的变化，这个镜子一面被拉，这个用纵轴表示。 比较波形和电脑，这是我刚才也说过的13亿光年前的东西，两个黑洞碰撞形成的，一个是太阳质量的2900亿倍，一个是3600亿倍，碰撞合并，最后是太阳质量的6500万倍，这13亿 有三个太阳，两个太阳合并成新太阳，发出引力波。 在1/10秒的过程中动量能量使我们相当于什么？ 是我们宇宙所有星系总和的50倍，但只有1/10秒。 太棒了。

运动量是什么产生的？ 要知道黑洞，是由于空之间的弯曲，是黑洞的轴面，是二维平面，位于一个3d的空之间，表面位于3d空之间的形状，即从一个高维的立场出发是二维物体 黑洞继续旋转，空之间的形状和时间的这个速度发生碰撞，产生像波浪一样大的波浪。 这就是黑洞的碰撞，巨大的波浪产生了我们现在可以关注的引力波。

第一次以后，我们看到了5次黑洞碰撞引起的引力波，和最有趣的两个种子核的碰撞。 看一部动画片，这两种芯，分别是这个，之间的浓度是原子动量浓度的20倍，碰撞后会产生巨大的火球。 然后发射各种波长的电磁波。 这个我们可以检测到。

首先，比如中子碰撞后，ligo测试了引力波。 这是天空的地图。 ligo只能得到天空的位置。 这可能是两个绿色区域发生冲突。 但是几周前还有一个。 第三个引力波的测试是virgo。 法国、意大利、匈牙利和波兰的联合测试。 有三个ligo就能找到小的深绿色区域。 冲突后1.7秒，这位天文学家看到伽玛暴力，使用这种伽玛射线的望远镜，可以划分蓝色部分。 在接下来的几个月里看到远红外，来自具体的银河，这是浅蓝色部分，是天文学中最合作的研究，15%的天文学家参与了冲突的研究。

我们通过比较，这种不同的例如电磁波辐射和引力波辐射，采用了包括金、铂在内的许多重金属，产生量几乎等于地球上所有金的储量。 到2030年可以进一步改善ligo的测试。 印度、北美、日本也有所改善，其他地方可能也会出现ligo。

现在ligo的灵敏度比现在好多了，灵敏度非常高。 你可以看到整个宇宙追溯到很多时间。 我相信银河系越是出生的时间，我们就越出现了许多惊人的发现。 2030年有四种不同种类的引力波，因为有不同波形的优势，来自不同波的时间段或波的时代。

一个是基于基地的引力波，那是几微秒的时间内产生的引力波，另一个是lisa是几分钟的引力波爆炸。 我希望中国在对地和对空方面有越来越多的贡献。 另一个posa是时间断裂，研究了几年到十几年，是宇宙微波背景的偏正光，在我们的日子空中，这是宇宙形成初期的这个引力波引起的，那是在我们几百万年前到几亿年前的时候空之间的冲突 所以，2030年以后，我们能做的最惊人的是宇宙的探索。 宇宙还不到1秒的这1万1秒的时候，电磁力还不存在，当时的物理和现在不一样。 1秒的1兆分之一时，电磁力出现，物理发生变化。 我们期待着这以泡沫的状态出现吗，我在想。 这样的话，在这些泡沫中，这比如水分子出现，水滴出现，每个泡沫中都有电磁力。 根据理论，这些泡沫以光速扩张，碰撞，出现引力波。 随着宇宙的扩大，这些引力波越来越长，越来越长，越来越长，现在这些引力波的长度可以用lisa测试了。 我相信2030年能看到lisa，或者在产生电磁的过程中，会被引力波分解。

更有趣的是，看看宇宙是怎么产生的。 引力波是唯一方式的辐射，可以具有非常大的穿梭力，从宇宙诞生的瞬间到现在，在这个过程中不会被吸收，也不会被散射。 即使在高温、高热的环境下，宇宙有多重？ 最初信号非常弱，有所谓的爆炸时期。 第一个时期。 有很强的理论解释这个爆炸时期。 有什么样的放大波浪的过程？ 我们可以用偏差正负光的技术看到这个。 在lisa谈论2050年宇宙大爆炸。 这项调查可以得出一点结果。 通过引力波的研究，我们可以知道宇宙是如何产生的，以及这个爆炸期的迅速发展。

作为理论物理学家，其实我们认为这是我们能做的最大贡献。 我们可以得到。 我期待着将来能看到这些注意事项的数据。 例如，与我们关于生产经典量子力学的理论完全不同。 我也希望推进这些新的注意，我们能从新的立场看到古典的量子力学和量子力学研究。

谢谢你！