普林斯頓校友索恩前博士后獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)

計(jì)算機(jī)模擬顯示了兩個(gè)黑洞的碰撞，這是激光干涉引力波天文臺(LIGO)首次探測到的極其強(qiáng)大的事件。10月3日，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了三位LIGO研究人員：普林斯頓校友KipThorne、RainerWeiss和BarryBarish。

普林斯頓研究生院校友基普索恩是2017年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的三位獲得者之一。Thorne與RainerWeiss和BarryBarish一起因“對LIGO探測器和引力波觀測的決定性貢獻(xiàn)”而獲獎(jiǎng)。

在宣布這一獎(jiǎng)項(xiàng)時(shí)，瑞典皇家科學(xué)院稱對時(shí)空漣漪的直接測量是“一項(xiàng)震驚世界的發(fā)現(xiàn)”，阿爾伯特·愛因斯坦在一個(gè)世紀(jì)前就曾預(yù)測過，但此前從未被直接觀測到過。

Thorne是加州理工學(xué)院費(fèi)曼理論物理學(xué)名譽(yù)教授，獲得了博士學(xué)位。1965年從普林斯頓大學(xué)獲得物理學(xué)博士學(xué)位。他一直擔(dān)任博士后研究員，直到1966年才離開去加州理工學(xué)院任教。索恩在普林斯頓與麻省理工學(xué)院名譽(yù)物理學(xué)教授韋斯重疊，韋斯在1962年至1964年期間擔(dān)任博士后研究員。

在約翰·阿奇博爾德·惠勒的指導(dǎo)下，索恩對黑洞產(chǎn)生了興趣。惠勒長期擔(dān)任約瑟夫·亨利物理學(xué)教授，曾與包括愛因斯坦和恩里科·費(fèi)米在內(nèi)的科學(xué)名人合作，并因?qū)?ldquo;黑洞”和“蟲洞”一詞添加到科學(xué)詞典中而受到贊譽(yù)。

Thorne與Wheeler和CharlesMisner合著的1973年研究生級教科書“萬有引力”剛剛由普林斯頓大學(xué)出版社重新發(fā)行。

Weiss在RobertDicke領(lǐng)導(dǎo)下的一個(gè)獨(dú)立研究小組工作。“在1950年代后期，普林斯頓大學(xué)的兩位教授約翰·A·惠勒(JohnA.Wheeler)和羅伯特·亨利·迪克(RobertHenryDicke)認(rèn)為引力物理學(xué)太重要了，不容忽視，”普林斯頓大學(xué)阿爾伯特·愛因斯坦名譽(yù)科學(xué)教授詹姆斯·皮布爾斯(JamesPeebles)說。“約翰采取理論觀點(diǎn)，鮑勃采取實(shí)驗(yàn)觀點(diǎn)。”他將LIGO描述為“從這些根中長出的一個(gè)分支，由John和Bob于20世紀(jì)50年代后期挫敗”。

皮布爾斯回憶起普林斯頓時(shí)代的索恩和韋斯。“作為一名研究生，基普給人留下了深刻的印象——你可以看出他正在走向偉大的事業(yè)，”他說。“雷維斯……我記得他很清楚。才華橫溢的家伙，即便如此。”

Weiss和Thorne將于4月12日返回普林斯頓，參加Palmer物理實(shí)驗(yàn)室(現(xiàn)為Frist校園中心)作為APS歷史遺址的落成儀式。索恩將在當(dāng)晚舉辦漢密爾頓講座。

發(fā)現(xiàn)

2015年9月14日，組成LIGO的兩臺巨大儀器正在進(jìn)行最后的準(zhǔn)備工作，突然，它們記錄到一個(gè)奇特的信號，通常被描述為“唧唧聲”或“砰砰聲”。五個(gè)月后，研究人員宣布，正如他們所希望的那樣，這種鳴叫聲是兩個(gè)黑洞合并成一個(gè)更大黑洞的災(zāi)難性碰撞的遙遠(yuǎn)回聲。

碰撞本身發(fā)生在13億年前，并且由于宇宙的不斷膨脹，距離大約超過13億光年。

普林斯頓大學(xué)物理學(xué)教授SteveGubser和FransPretorius在10月10日普林斯頓大學(xué)出版社出版的新書《黑洞小書》中寫道：“物理學(xué)界激動(dòng)不已。”“就好像我們一生都對紅色視而不見，而在揭開面紗的那一刻，我們第一次看到了玫瑰。那是一朵多么美麗的玫瑰啊!LIGO的最佳估計(jì)表明，他們記錄到的微弱砰砰聲是十億多年前兩個(gè)黑洞合并的結(jié)果，每個(gè)黑洞的質(zhì)量大約是太陽的30倍。”

該信號由兩臺幾乎相同的儀器檢測到，一臺在華盛頓州，另一臺在路易斯安那州，每臺儀器的形狀都像木匠的直角，但每個(gè)臂都伸展近2.5英里。

正如愛因斯坦一個(gè)世紀(jì)前預(yù)測的那樣，引力波向外傳播，相對于它們的向前運(yùn)動(dòng)上下左右推動(dòng)，就像池塘中的漣漪垂直推動(dòng)水面，而漣漪水平傳播.激光干涉引力波天文臺(LIGO)的雙儀器讓激光不斷地在它們的臂上上下移動(dòng)，始終在尋找時(shí)空中的漣漪，這種漣漪會(huì)在兩個(gè)方向上以不同方式扭曲光線。

正如Gubser和Pretorius解釋的那樣，“引力波同時(shí)在南北方向‘拉伸’空間，然后在東西方向‘擠壓’空間，反之亦然。”