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物理界聖杯被證實 清大團隊見證愛因斯坦百年預言

2016.02.02/ 蘋果日報/ 許敏溶

愛因斯坦在1915年發表廣義相對論,並在隔年預測大質量的物體劇烈運動時,時空的扭曲將以重力波的方式傳播,清華大學參與美國「雷射干涉重力波偵測站 (簡稱 LIGO)」研究工作,昨宣布偵測到重力波,這是人類史上首次直接偵測到物理界的聖杯「重力波」,不僅證實愛因斯坦的預言,也代表人類對大自然的終極探究活動又邁進一大步。

清大表示,LIGO重力波偵測器的主要研發工作,包含設計、建造、觀測以及數據分析等,是由來自全球15個國家、90多所研究機構和大學的科學家共同組成的「LIGO科學合作聯盟」所執行,並由美國的加州理工學院以及麻省理工學院共同主持運作,而清大光電工程研究所教授趙煦所領導的清大團隊,是唯一參與LIGO科學合作聯盟的台灣團隊。

今年61歲的趙煦,喜愛藝術與音樂,他說,2010年時被LIGO科學合作聯盟邀請加入研究,清大只是各國團隊成員之一,只能算是螺絲丁之一,但能參與這樣偉大的世紀發現研究工作,心中相當興奮,這是所有科學家一輩子最想獲得,同時也要感謝科技部與清大的經費支持。

趙煦表示,重力波偵測器靈敏度很高,雷射反射鏡是其重要關鍵組件之一,清大團隊的主要研究工作領域及貢獻,在於降低雷射反射鏡的熱擾動雜訊,以提高重力波偵測器的靈敏度,讓觀測儀更能觸及微弱的重力波,在科技部及清大校方支持下,致力於LIGO科學合作聯盟的反射鏡多層干涉薄膜的研發工作,使台灣堅強的半導體製程實力,在下一世代的低溫重力波偵測器研發中提供重要貢獻。

趙煦指出,LIGO位於美國路易西安那州以及華盛頓州的兩個偵測站,去年9月14日分別偵測到重力波訊號,並經歷4個月嚴謹的數據檢查而確認。此次偵測到的重力波來源是兩個黑洞的合併,一個黑洞具有29個太陽質量,另一個黑洞具有36個太陽質量,合併時以重力波的形式釋放出相當於3個太陽質量的能量,來源距離地球13億光年。

趙煦說,愛因斯坦在1915年發表廣義相對論,認為重力現象是有質量的物體對時空產生的扭曲,隔年預測大質量的物體劇烈運動時,時空的扭曲將以重力波的方式傳播,但愛因斯坦當時認為,遙遠的宇宙中星體劇烈運動產生的重力波傳到地球已太微弱,不可能在地球上偵測到,故在愛因斯坦發表重力波預測的整整一個世紀後,LIGO直接偵測到重力波並且證實,意義格外重大。

對於這次LIGO直接偵測並證實重力波存在,趙煦認為有三層重大意義,首先是直接證實重力波的存在,其次是直接觀測到雙黑洞合併的運動,最後則是開啟了以重力波為觀測媒介的天文學,未來和電磁波天文學搭配,將大幅擴展人類探究宇宙之窗,對目前天文學、宇宙學的發展具有莫大的幫助,人類對大自然的終極探究活動又邁進一大步。

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