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5月22日,西澳大学物理学教授温琳清应邀做客理学院第151期科学大讲堂,以“快速引力波探测和多信使天文学“为题为我校师生带来精彩讲座。讲座由讲座由理学院先进光源科学中心副主任、教授范靖云主持,并为温琳清颁发科学大讲堂荣誉奖杯。
温琳清首先向大家介绍了什么是引力波和空间中到引力波源,然后介绍了包括LIGO在内的多个引力波探测设备的工作原理和探测能力,并介绍了激光引力波天文台在选址上的考虑和逸文。她详细介绍了目前已发现的引力波源:致密星体的双子合并,利用匹配滤波技术监测引力波事件。黑洞与中子星是天文学的重要研究对象,其质量和自转对电磁波探测有重要影响,黑洞合并产生的引力波信号难以观测,但有望在未来通过更灵敏的设备发现更多黑洞系统。三角测量使用多个探测器来检测引力波信号,通过测量不同探测器之间到达时间的差异,以及信号的振幅、相位等其他信息来提高定位的精度。她介绍了多信使天文学,以中子星爆发为例说明天文学家通过多手段观测,成功定位了中子星爆发,为科学研究提供了宝贵数据;这提供了重金属元素来源的重要线索,验证了双重中子星合并理论。
讲座中,温琳清展示了LIGO多次运行中观测到的引力波事件,介绍了引力波预警中很重要的问题:代码检测以保证低误报率。随着机器学习技术的发展,该技术也在引力波探测中扮演重要角色,但面临精度和时间效率的挑战。机器学习可以应用于处理大量数据,提高探测效率,但精度仍需提升。
在问答互动环节中,现场师生就引力波事件特征、引力波预测等方面踊跃提问,温琳清教授一一进行了详细解答。
Q1:引力波信号会持续多久?
A1:质量越小,时间越长。目前观测到的有几百妙,而双黑洞只有0.1s量级,所以很难做预测。
Q2:引力波发射是各向异性吗?
A2:角度不对会被影响,而光的各向异性可能不同,观测角度不一定和引力波一样。Virgo也是因此做到了在未观测到信号的情况下,辅助定位引力波事件位置。