民生

胡一鸣:我见证了十亿年前宇宙涟漪

中国经济新闻本文作者胡一鸣是LIGO科学合作组织成员。胡一鸣曾任南大天文爱好者协会会长,目前是德国马克斯-普朗克引力物理研究所、清华大学博士后,研究引力波。

10亿年以前,地球。

超级大陆罗迪尼亚大陆刚刚形成,地球上的生命大多数还是以单细胞的形式存在,部分生活在菌丛中,开始有分工分化,形成第一棵多细胞植物。没有人类,没有哺乳动物,连恐龙都还没有影子。

10亿年以前,宇宙深处。

两个巨大的黑洞在经历了漫长的绕转以后,通过引力波辐射能量,越转越近。长年累月的公转,已经让它们不堪重负,能量的损耗也在日渐加快。最后,它们终于放弃了抵抗,猛地撞到了一起。这两个黑洞消亡了。一个更巨大的新黑洞,诞生了,伴随着时空中被搅动的滔天巨浪,那是它这一生也许是唯一一次的啼哭。这个新生儿的第一声哭喊,以光的速度飞速向外传播……

通过分析数据,估计的信号来源的概率分布图。通过分析数据,估计的信号来源的概率分布图。


通过分析数据,估计的信号来源的概率分布图。.jpg


巨浪变成了浪花……

岁月无声。

浪花化作涟漪……

经过10亿年的漫长旅行,一小部分引力波信号终于抵达了地球。地球其实并没什么特殊的,对引力波来说,物质几乎是透明的,穿过地球和穿过真空,并没有什么太大的差别。正如之前穿过这个普通行星的亿万次引力波信号一般,这一个信号没有任何的特别之处。

唯一的特殊在于,这一次,那些单细胞生命演化成了人类,他们研究出了数学和物理,捣鼓出了相对论和激光,还用激光编制出一张捕捉引力波的网。

雁过留痕。时空的涟漪,在不经意间拨动了激光编制的琴弦。


LIGO 汉福德台址鸟瞰.jpg


于是,2015年9月14日,我的邮箱里收到了一封内部邮件,Event G184098。邮件里描述了实时分析数据的软件得到了一个显著性极高的候选对象。后来,它换了个名字,GW150914,在15年9月14日探测到的引力波(GW)。

这张捕捉引力波的网,叫做advanced LIGO,高新激光干涉仪引力波天文台,而参与建造、维护仪器,分析数据的1000多位科学家,组成了一个叫做LIGO科学合作组织的科研团队。


LIGO科学合作组织的成员单位一览。.jpg


LIGO科学合作组织的成员单位一览。

100年前,那个依然英俊的青年爱因斯坦经过十年的苦思悯想,参悟了时空和引力的本质,写下了划时代的公式。那个简洁美妙的公式,被后世的另一个才华横溢的学者约翰·惠勒总结为:时空命令物质如何运动,而物质引导时空如何弯曲。

100年后,经过几代科学家一个世纪的不懈努力,我们终于站在一个新时代的全新起点,迎来了人类探测到的第一个引力波信号。

LIGO科学合作组织的1000多名科学家在接下来的日子里忙坏了,分布全球的多个超级计算机开足了马力,想要将那一段短短数秒的信号背后的物理全部挖掘出来。慢慢的,如同盲人摸象般,我们开始一层层解开这一引力波信号的面纱。


上图:两个探测器所观测到的GW150914引力波事件.jpg


上图:两个探测器所观测到的GW150914引力波事件。该图展示了在两个LIGO探测器中观测到的由该事件产生的引力波“应变”如何随时间(秒)和频率(赫兹)变化。

我们知道,这个信号,先经过利文斯顿,再经过汉福德,两个探测器,相隔7毫秒,留下了几乎一模一样的波形。所以可以确定信号来自南天球。

我们知道,信号在0.2秒的时间从35赫兹蹿升到150赫兹。 这是两个极重的恒星级别黑洞的并合,其中一个是太阳质量的29倍,另一个是太阳质量的36倍。在这短短的一眨眼间,有大约3倍于太阳质量的物质通过爱因斯坦的质能方程E=mc^2转化为了能量。

我们知道,这一过程的峰值功率为3.6x10^49 瓦,十倍于整个可观测宇宙的电磁波能量总和。如果这些能量以可见光的形式传播,那么即使是远在十亿光年之外的地球上,它的亮度也会轻松超过满月。

我们知道,在穿越地球时,“他强由他强,清风拂山岗;他横由他横,明月照大江”,引力波来无影去无踪,地球所吸收的能量,仅仅是10^-17焦,或者说相当于一个X射线光子的能量。

我们知道,它大约来自13亿光年以外,所以正应了星球大战的开篇:很久很久以前,一个很远很远的星系发生的惊心动魄的故事。

时空交错而成的池塘上,由于这一对黑洞的搅动,吹皱了一池春水。对于天文学家来说,这点点涟漪意味着我们有了黑洞存在的强有力证明:在并合之前的一瞬间,在如此小的间距内聚集着如此巨大的质量,除了黑洞实在是不做他想;它也意味着我们第一次观测到了双黑洞系统的存在;我们也确定了这种系统可以在足够短的时间(10亿年,对,足够短了)内并合;我们可以估算这一类时间的发生率,事实上,整个宇宙每时每刻都有黑洞双星并合,根据LIGO的数据,每15分钟就应该有一个引力波到达地球,当然,绝大部分都太过微弱而掩埋在噪声中;脑洞开得大一些,我们还可以这黑洞系统来自低金属丰度的前身星,其恒星风较弱,所以没带走太多质量。

一叶知秋,通过这短短数秒的信号,让上千名科学家在几个月的时间里忙坏了。我们今天终于骄傲地向世人宣布引力波的首次直接探测。多少人,多少年的期待,终于变成了现实。今天,雷纳·韦斯、基普·索恩和罗纳德·德雷弗的案头上,大概会有人倒上一杯香槟。来自斯德哥尔摩的电话,多半也已经在筹划。

这是一个伟大的时代,电磁波望远镜是人类的眼睛,看到这五彩缤纷的宇宙奇异瑰丽的美景;引力波探测器则是人类的耳朵,人类以前就像是聋子,现在终于可以聆听宇宙的呢喃。2015年9月14日,值得载入史册的一天。

这小小的时空的涟漪,无声无息地如鬼魅般穿过地球,对科学家来说却不亚于惊天巨雷。正如马克斯-普朗克引力物理研究所所长布鲁斯·艾伦所说:“爱因斯坦当初认为引力波太过微弱而无法探测,而他也从未相信过黑洞的存在。不过,我想他并不介意自己在这些问题上弄错了。”听到这个消息,爱因斯坦大概也会“垂死病中惊坐起,笑问客从何处来”吧。

然而,这段穿越地球的经历对那十亿年前出发的引力波来说仅仅是个小插曲,它将继续着它的旅程,前往下一个远方。

时空的涟漪,向远处荡开……

后记:

作为一个天文爱好者,我时常仰望星空。写下这段文字的时候,我不禁联想, 相对于这漫天星空,人类无论从质量,密度,尺度,温度还是从寿命来看,都渺小得无以复加,我们日常生活中所烦恼忧愁或喜极而涕的各种大事,在宇宙看来都不值一哂。然而正是由于插上了科学的翅膀,这渺小的人类可以尝试理解宇宙,把自己和这宏大的天体融合在一起。通过天文学,人类可以认识到自己的渺小,这不是让人无力,而是给人以“天地一沙鸥”的豁达。我时常庆幸自己何其幸运,能参与到这一科学探索的伟大历史中,做出自己些微的贡献。而在屏幕另一端的你,也处在一个幸运的时代,用你的电脑,一样可以为引力波的搜索做贡献!引力波的种类有很多,LIGO的科学目的除了探测来自致密双星并合的信号外,也会搜索来自银河系内的中子星的连续信号。这个搜索由于需要大量计算资源,哪怕用上LIGO自己的超级计算机也不够,所以常年征求志愿者贡献CPU时间,只需要登录http://www.einsteinathome.org/,你就可以下载Einstein@Home的程序,用你电脑的闲暇时间的空余CPU,处理来自LIGO的数据,搜索时空的涟漪。

【责任编辑:黄飞虎】

银发经济迎政策红利,八部委联合发文培育养老服务新主体

养老服务经营主体将迎来品牌化、科技化发展的黄金期,14项具体举措为银发经济注入新动能。1月13日,民政部联合国家发展改革委、工业和信息化部等八部门正式发布《关于培育养老服务经营主体 促进银发经济发展的若干措施》。这一文件聚焦品牌建设、供需对接、科技赋能等五个方面,旨在激发养老服务市场活力,满足老年人多层次、多样化需求。随着我国人口老龄化程度加深,银发经济已成为推动内需增

医保账户跨省共济新政落地,1.4万亿“家庭健康金”激活

医保个人账户跨省共济政策全面实施,全国约1.5亿跨省流动人口的家庭医疗负担将得到实质性减轻。国家医保局会同财政部发布《关于做好职工基本医疗保险个人账户跨省共济工作的通知》,标志着职工医保个人账户跨省共济工作全面启动。这项政策打破了医保个人账户使用的地域限制,将共济范围从省内

两项政务服务国标同步实施,“高效办成一件事”有了标准答案

政务服务改革正从“单点突破”迈向“系统集成”,新国标为全国政务服务机构提供了统一规范的“操作手册”。1月8日,市场监管总局发布消息,《“高效办成一件事”重点事项“集成办”工作指南》和《政务服务大厅集约化建设指南》两项推荐性国家标准正式开始实施。这两项标准紧扣国务院“高效办成一件事”部署要求,以标准化手段固化改革成果、规范服务流程。从重点事项“集成办”和线下大厅“集约建设”

暖心行动助力学子返乡就业:教育部推出寒假促就业五大举措

这个寒假,教育部携手各地高校推出“暖心行动”,为2026届毕业生铺就返乡就业之路,让就业服务跨越寒冬,直抵学子心坎。教育部部署各地各高校于2025年12月至2026年2月集中开展2026届高校毕业生“寒假促就业暖心行动”。这次行动以“蓄力赋能强服务,寒假暖心促就业”为主题,推出五项具体举措,助力毕业生顺利就业。与往年相比,今年暖心行动更注重精准施策和资源下沉,

筑牢健康屏障 书写民生答卷:解码云南“十四五”卫生健康事业发展密码

。“十四五”期间,云南省卫生健康系统以“人民至上、生命至上”为初心,交出了一份“高质量发展、全方位守护、深层次变革”的亮眼答卷。疫情防控守住祖国西南国门、三甲医院州市全覆盖、人均预期寿命突破75.7岁、出生人口重返正增长……一系列突破性进展的背后,是制度创新的魄力、改革攻坚的决心,

醴陵市全面启用物业专项维修资金电子票据系统,推动便民服务数字化转型

2025年12月30日,醴陵市住房保障服务中心召开物业专项维修资金电子票据系统上线培训会,中心相关业务股室及合作金融机构代表参会,会议由党总支副书记、副主任吴晓红同志主持。2026年1月1日,醴陵市物业维修资金电子票据正式上线,此举既是落实《财政部财政电子票据管理办法》及《湖南省财政厅关于全面推进财政电子票据管理改革的通知》要求的重要举措

医保商保“双目录”同步落地实施 多层次保障模式迈出实质性步伐

114种新药纳入国家医保,19种高值创新药进入商保推荐范围,中国多层次医疗保障体系建设迈出关键一步。2026年1月1日,新版《国家基本医疗保险、生育保险和工伤保险药品目录(2025年)》和首版《商业健康保险创新药品目录(2025年)》在全国范围内正式实施。两个目录同步实施标志着我国医疗保障体系向“基本医保保基本、商业健康保险作补充”的多层次保障模式迈出实质性步伐。--

人社部布局“十五五”:就业友好型发展方式牵引高质量充分就业

岁末之际,全国人社工作会议谋划开局之年,以“人力资源开发利用”为主线,推动就业、社保、人才与劳动关系协同发展。12月29日至30日,全国人力资源和社会保障工作会议在北京召开。会议总结2025年工作,分析当前形势,并部署2026年重点任务。人社部党组书记、部长王晓萍出席会议并讲话。2025年,人社部门推动出台“一揽子”政策举措,实施就业岗位挖潜扩容,突出抓好高校毕业

低保标准备案制出台,民生保障网更趋严密

民生无小事,枝叶总关情。一项关乎数千万困难群众福祉的低保标准备案制度正式落地,从源头确保社会救助的公平公正。12月30日,民政部在全国民政工作会议上宣布,将会同有关部门建立最低生活保障标准备案制度,从制度上防止“提标减人”、“以钱定人”等现象。这项创新性制度要求各地在调整低保标准前必须向民政部备案,有效堵住了地方操作空间,确保了救助政策的公开透明。与此同时,民政部还将优

住建部定调:现房销售制全面推进

住房和城乡建设部部长倪虹指出,在商品房销售上,将推进现房销售制,实现“所见即所得”,从根本上防范交付风险。

小额逾期信用“污点”可清除,央行新规为守诺者卸下包袱

中国人民银行一项人性化新政落地,针对疫情等特殊时期产生的小额逾期记录开启一次性信用修复通道,让守信的个体重获金融活力。12月22日,中国人民银行发布《关于实施一次性信用修复政策有关安排的通知》,明确对2020年1月1日至2025年12月31日期间产生的、单笔金额不超过1万元人民币的个人逾期信息,在2026年3月31日前足额偿还的,其逾期记录将不再在征信系统中展示。这项政

医保资金提前下达,4100亿补助强化基层医疗

一项涉及4166亿元的医保补助资金已提前下达,这笔资金将巩固世界上规模最大的基本医疗保障网,惠及亿万城乡居民。财政部会同国家医保局已提前下达2026年城乡居民基本医疗保险补助资金、城乡医疗救助补助资金和医疗保障服务能力建设资金共计4166亿元。此举旨在提高预算完整性,加快支出进度,确保各地医保资金及时到位。这笔资金将用于对参加城乡居民基本医疗保险的参保人进行补助,支持各地落实城乡医疗救助政策,并助

海南民生实践诠释自贸港初心:共建共享成果惠及千家万户

就业驿站遍布城乡,安居房拔地而起,老年助餐暖胃更暖心。海南自贸港建设以深厚的民生底色,描绘着共建共享、共同富裕的新图景。今年12月15日,屯昌梦幻香山共享农庄通过构建“种植香料—加工产品—体验香养”全产业链,带动周边9个村2900多人就业。在海南,像这样让百姓实实在在受益的发展项目正遍地开花。海南坚持以人民为中心的发展思想,在自

中央经济工作会议中的“民生看点”

中央经济工作会议12月10日至11日在北京举行。会议提出,坚持民生为大,努力为人民群众多办实事。我们梳理归纳了明年经济工作中的“民生看点”,一起来看看这些民生工作如何惠及你我生活。策划:令伟家统筹:曹建礼、于卫亚文案:刘雅萱制作:刘雅萱

2026:政策内分娩费用个人“零自付”将全覆盖

将根据医保基金承受能力合理提升产前检查保障水平,力争明年全国基本实现政策范围内分娩个人“无自付”。会议明确,将适宜的分娩镇痛项目按程序纳入基金支付范围。同时,国家医保

外卖“新国标”落地!平台乱收费、骑手权益、幽灵外卖有治了

国家市场监管总局近日发布实施推荐性国家标准《外卖平台服务管理基本要求》,针对近年来外卖行业存在的“幽灵外卖”、非理性竞争以及外卖配送员权益保障不足等突出问题立下新规。这项被业内称为外卖服务“新国标”的标准文件,立足于行业实际,坚持“需求牵引、问题导向”,提出“四个聚焦、四个强化”。

黑龙江用心用情书写“幸福龙江”民政答卷

12月2日,中共黑龙江省委宣传部、黑龙江省人民政府新闻办公室主办“高质量完成‘十四五’规划”系列主题新闻发布会第十三场,黑龙江省民政厅围绕“用心用情书写‘幸福龙江’建设的民政答卷”进行专题发布,并回答记者和网友的提问。

齐齐哈尔“十四五”民生保障成果丰硕,“十五五”养老规划蓄势待发

锚定“民生福祉实现新提升”目标,强化养老服务与社会救助双轮驱动,民生建设成果斐然,群众获得感显著提升。养老服务领域,齐齐哈尔市打造“国际老年友好型城市”名片,成为全国养老领域唯一拥有1个国际称号和10个国家试点的城市。率先出台30余项养老服务制度文件,全市养老机构优化至218家,建成社区养老服务设施1055
返回
顶部