
如何建造一台现实世界中的机器来验证最抽象的理论?贾娜·莱文与LIGO设计者之一赖纳·韦斯展开对谈。LIGO是一台长达四公里的探测装置,能够探测到两个黑洞相互碰撞所产生的遥远回响。
贾娜·莱文是一位理论物理学家——她用纸笔将宇宙的优雅法则转化为理论(她也用纸笔撰写科普书籍;她的最新著作《黑洞之声》近日由阿尔弗雷德·A·克诺夫出版社出版)。赖纳·韦斯,人称”莱”,是一位实验物理学家——他思考的是如何寻找和测量那些可能仅存于理论之中的事物。韦斯是设计并建造LIGO团队的核心成员。2015年9月,LIGO探测器首次”听”到了两个黑洞相互碰撞的声音,产生了一道拉伸时空的引力波,从而证实了爱因斯坦近百年前提出的理论。就在本周早些时候,LIGO团队宣布,他们于2015年12月26日探测到了另一次时空涟漪——那是14亿年前另外两个黑洞以光速一半的速度相撞时所产生的引力波。
在布鲁克林艺术空间先驱工厂举办的一场精彩对话中,莱文与韦斯(在记者约翰·霍肯伯里的协助下)谈及了各自的工作方式、LIGO的运作原理,以及他们意识到爱因斯坦终获证明那一刻的感受。以下是经过编辑整理的对话内容。
耗时五十年、耗资十亿美元的豪赌
贾娜·莱文:LIGO首次探测到的信号,来自13亿年前一对黑洞的碰撞。这次实验的成功,不仅仅在于探测到了引力波本身——那也是人类第一次探测到一对黑洞,因为黑洞不发光,无法用望远镜观测。因此,这同时也是一项天文学上的重大发现。
探测发生在2015年9月。2015年8月,我和莱正在交谈,他说——彼时这个实验已耗资十亿美元,人们花了五十年时间建造它——他说:”如果我们探测不到黑洞,这整件事就是失败。”我觉得这句话说得非常大胆,因为那正是探测工作即将开启的前夕,而科学界大多数人并不认为我们能探测到黑洞,至少短期内不会。
莱·韦斯:那句话背后有其深意——当然,也带着几分调侃——但你必须理解黑洞究竟是什么
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