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2017年10月04日

圓百年夢想 引發宇宙學革命
測到重力波 美三傑奪物理獎

24,202

【物理學獎】美國「激光干涉儀重力波觀測站」(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory,簡稱LIGO),去年宣佈首次成功探測到重力波,被譽為「世紀發現」。今年諾貝爾物理學獎亦頒給促成這次發現的三大在世功臣(圖),指他們引發「天體物理學革命」,「為觀察太空最暴烈現象,提供全新方法,測試我們知識的極限」。

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三名得主分別是美國的韋斯(Rainer Weiss)、巴里什(Barry Barish)和索恩(Kip Thorne),瑞典皇家科學院昨表示,是為表彰他們對LIGO和發現重力波作出的貢獻。

愛因斯坦認為無法偵測

偵測重力波可說是物理學界的「百年夢想」。愛因斯坦1915年提出廣義相對論,將重力重新理解成物體質量令時空結構扭曲,令其他物體看似被一種力吸引。他進一步引申到當有大質量星體加速運動,造成的時空波動會以光速向外擴散,稱之為重力波。但由於重力波從數以億計光年外宇宙傳來,到地球時太微弱,造成的時空差異不夠原子核大小的幾千分之一,連愛因斯坦也認為不可能偵測到。不少科學家曾嘗試挑戰這「不可能的任務」,但都失敗告終。韋斯、索恩和今年3月逝世的英國科學家德雷弗,在1970年代中開始構思LIGO方案,將測距的激光干涉儀造成兩個數公里大的L型觀測站,偵測重力波造成的微小長度變化。
LIGO原理講來不算太複雜,但要製造堪稱史上最精密的測距儀,涉及開發新的激光技術和新物料、建造四公里長真空管道和防止微小地面震動干擾等,所涉人力物力和技術要求,需數十年才開花結果。
評審認為韋斯對解決有關工程問題貢獻最大,故分得900萬瑞典克朗(861萬港元)獎金的一半,1994年接手管理LIGO項目的巴里什,將項目擴大成涉逾20國逾千研究員的大型國際研究,亦功不可沒,與索恩各分得1/4獎金。
LIGO前年9月偵測到兩個黑洞相撞造成的重力波,去年2月宣佈時震動物理學界,引起公眾極大興趣。LIGO之後偵測到兩次重力波,意大利的歐洲重力觀測站(EGO)亦測到一次。

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可比伽利略發明望遠鏡

諾貝爾物理學委員會署理主席馬滕松(Nils Martensson)稱:「我們正見證新領域誕生:重力波天文學,這會教我們了解宇宙最暴烈事件,為極端重力的性質帶來新洞見。」瑞典皇家科學院院士古巴爾(Ariel Goobar)形容這可比伽利略發明望遠鏡,「讓我們發現宇宙比我們以為的更廣闊」。
美聯社/路透社/法新社/諾貝爾獎官網

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