成电讲堂

　　引力波究竟是什么？探测引力波有什么重要意义？3月12日下午，2017年诺贝尔物理学奖得主巴里·巴里什（Barry C. Barish）做客成电讲坛，以“技术进步与物理学重大发现之间的协同作用”为主题，讲述他与引力波之间的传奇故事。

　　什么是引力波？巴里·巴里什说，在一个固定体积内，物质所包含的质量越大，这个体积的边界处导致的空间曲率就越大。当它高速移动时，就会发生时空的弯曲，这种时空弯曲中的“涟漪”通过波的形式向外传播，就是“引力波”。

　　随后，他以物理学界的三个重大发现——即希格斯波色子、中微子质量/振荡和引力波——为例，讲述了这三大发现催生的先进科技，强调了“技术进步与物理学重大发现之间的协同作用”。

　　接着，他讲述了探测引力波的详细过程。“这个故事开始于13亿年前！”他说，“两个黑洞由于引力的巨大作用开始相互碰撞，最终合并成为一个黑洞，而在合并过程中产生的引力波，在经过13亿光年才传播到了地球。

　　然而，即便引力波所产生的效应十分巨大，但在穿过13亿光年的距离之后，其效应已经弱化到只能将激光干涉引力波观测站的4公里臂长改变了一个质子直径的万分之一，这种变化十分微小，大大增加了对引力波探测的难度，也对观测的精密度提出了更高的要求。

　　讲座中，他展示了黑洞合并产生引力波的动画。在引力的强大作用下，黑洞周围的星系伴随着黑洞相互碰撞而快速旋转，直到两个黑洞完全形成一个新的黑洞后才趋于相对静止。他还播放了一个去掉其它星系黑洞碰撞动画，让同学们更清晰地看到了碰撞过程。

　　2015年9月14日，人类通过LIGO（激光干涉引力波天文台）第一次探测到引力波信号；2016年6月16日，LIGO探测到了人类的第二个引力波信号。巴里·巴里什教授说，这是人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波信号。

　　他还给同学们展示了几组探测到引力波信号的数据图，并讲述了数据的变化以及最终检测到两个黑洞合并时产生引力波信号的数据图像。最后，他对中国在引力波探测方面所做的工作给予了充分肯定，并对同学们提出的问题进行了一一解答。对于广阔而充满未知的宇宙，巴里·巴里什教授认为，“努力工作，去理解与探寻宇宙的奥秘”是我们应该持有的态度。

　　本次活动由大学生文化素质教育中心主办，信息与通信工程学院承办。

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　　巴里·巴里什教授，现为加州理工学院林德物理学教授、美国国家科学院院士、美国艺术与科学学院院士。作为美国著名的实验物理学家，他因对激光干涉引力波观测站探测器和引力波的观测作出了决定性的贡献，在2017年与Rainer Weiss、Kip Thorne教授一起被授予诺贝尔物理学奖。