引力波天文学
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引力波天文学(英语:Gravitational-wave astronomy)是观测天文学20世纪中叶以来逐渐兴起的一个新兴分支,其发展基础是广义相对论中引力的辐射理论在各类相对论性天体系统研究中的应用。传统天文学主要是使用电磁波来观测各种天体系统,而引力波天文学则是通过引力波来观测发出引力辐射的天体系统。由于万有引力相互作用和电磁相互作用相比强度十分微弱,引力波的直接观测需要利用到当今最高端科技。[1]:第1.2.1节
阿尔伯特·爱因斯坦于1915年发表广义相对论,隔年他又在理论上预言引力波的存在。然而,在之后一世纪时间,引力波都未能在实验上直接被检测到。间接的观测最早是1974年普林斯顿大学的拉塞尔·赫尔斯和约瑟夫·泰勒发现的脉冲双星,PSR 1913+16[2],其轨道的演化遵守引力波理论的预测,两人因此荣获1993年诺贝尔物理学奖。[3]随后,又观测到很多其它脉冲双星,它们的轨道的演化都符合引力波理论的预测。[4]
2016年2月11日,LIGO科学团队与处女座干涉仪团队于华盛顿举行的一场记者会上宣布人类对于重力波的首个直接探测结果。所探测到的重力波来源于双黑洞并合。两个黑洞分别估计为29及36倍太阳质量,这次探测为物理学家史上首次由地面直接成功探测重力波。[5][6]同年6月15日,LIGO团队宣布,第二次直接探测到重力波。所探测到的重力波也来源于双黑洞并合。两个黑洞分别估计为14.2及7.8倍太阳质量,[7]之后,又陆续确认探测到多次重力波事件。巴里·巴里什,莱纳·魏斯及基普·索恩因领导此项工作而荣获2017年诺贝尔物理学奖。