欧美成人A片免费|日韩无码一级av|一级黄色大片在线播放|黄片视频在线观看无码|亚洲精品成人无码影视|婷婷五月天视频网站|日韩三级AV在线播放|姓爱av在线婷婷春色五月天|真人全黃色录像免费特黄片|日本无码黄在线观看下载

  • +1

他創(chuàng)建LIGO卻被掃地出門,得知測到引力波時已老年癡呆

澎湃新聞見習(xí)記者 虞涵棋
2017-03-09 21:57
來源:澎湃新聞
? 能見度 >
字號

2016年9月,在參加完卡弗里天文物理學(xué)獎(Kavil Prize in Astrophysics)頒獎典禮后,LIGO核心元老、加州理工學(xué)院(Caltech)教授吉普·索恩(Kip Thorne)前往愛丁堡的一家療養(yǎng)院探訪他的老同事和老朋友羅納德·德雷弗(Ronald Drever)。

這一年,宣布成功探測到引力波、完成愛因斯坦廣義相對論最后一塊拼圖的LIGO團(tuán)隊(duì)無疑是科學(xué)界最閃耀的明星。LIGO的三位聯(lián)合創(chuàng)始人德雷弗、索恩和MIT的雷納·韋斯(Rainer Weiss)也斬獲了無數(shù)獎項(xiàng)和榮譽(yù),除了卡弗里獎之外,還有格魯伯宇宙學(xué)獎(Gruber Cosmology Prize)、科學(xué)突破獎特別大獎等。

但德雷弗無緣任何頒獎典禮——其時,84歲的蘇格蘭實(shí)驗(yàn)物理學(xué)獎已深受老年癡呆癥之困。令索恩欣慰的是,德雷弗當(dāng)時“清楚地理解LIGO探測到引力波了,并為之開心不已”。他們一起回憶了曾在LIGO合作的那段歲月。

2017年3月7日,在經(jīng)歷短暫而迅速的病情惡化后,德雷弗逝世于愛丁堡,享年85歲。他的家人用一段簡短的話對外宣告了他的死訊:“羅納德和他的科學(xué)成果令我們深感驕傲。他獨(dú)一無二、不走尋常路,但他同時善解人意,幽默風(fēng)趣。我們永遠(yuǎn)寄以哀思?!?/p>

此時,距離LIGO第一次明確地“聆聽”到宇宙的律動只過去了18個月,距離這個元老級人物離開LIGO團(tuán)隊(duì)卻已有25年。1992年,因?yàn)榕c當(dāng)時NSF(美國國家科學(xué)基金會)指派的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人羅克斯·沃格特(Rochus Vogt)不睦,德雷弗在沒有任何官方解釋的情況下被“踢”出了團(tuán)隊(duì),并被禁止踏入LIGO辦公樓半步。

吉普·索恩(左)、羅納德·德雷弗(中)、羅克斯·沃格特(右)

不過,德雷弗給LIGO留下了許多基礎(chǔ)性的設(shè)計,包括把干涉儀的每條臂做成法布里-珀羅諧振腔。韋斯評價道,德雷弗很有想象力和創(chuàng)造力,“他的思維是圖像化的,很多讓LIGO變得足夠敏感到能探測到引力波的設(shè)計,就來自于他腦子的那些構(gòu)想?!?/p>

因引力波結(jié)緣Caltech:英雄所見略同

1931年,德雷弗出生在蘇格蘭南部一個名為Bishopton的村莊。他前半生的軌跡相對簡單——在蘇格蘭的格拉斯哥大學(xué)完成了從本科到博士的學(xué)業(yè),并留在該校從事博士后研究。但一個重要物理問題就像命運(yùn)一根無形的線,逐漸將德雷弗與大西洋彼岸的加州理工學(xué)院和LIGO項(xiàng)目連在一起。

這個問題就是如何在實(shí)驗(yàn)上證明引力波的存在。引力波是愛因斯坦廣義相對論中的重要推論。在廣義相對論的敘述中,時間和空間會在質(zhì)量面前彎曲。時空在伸展和壓縮的過程中,會產(chǎn)生振動傳播開來,這些振動就是引力波。我們在地球上隨時隨地都可能遭遇來自宇宙中各種源頭的引力波:兩個黑洞合并、中子星自轉(zhuǎn)、超新星核塌縮等。然而,即使是像黑洞這樣巨大質(zhì)量的系統(tǒng)相互碰撞、合并,產(chǎn)生的引力波信號傳遞到地球上也是很微弱的。就連愛因斯坦本人也想象不到,能通過怎樣的方法探測到引力波。

德雷弗 來源:Caltech

1969年,馬里拉大學(xué)的一位工程學(xué)教授Joe Weber宣稱利用自己的諧振條探測到了引力波。Weber的諧振條是兩個鋁制的圓柱體,分置于馬里蘭大學(xué)校園內(nèi)和芝加哥附近的Argonne國家實(shí)驗(yàn)室內(nèi)。Weber認(rèn)為,這兩個諧振條可以像鈴鐺一樣,在接觸到引力波時振動,并由周圍的傳感器轉(zhuǎn)化為電信號。為了排除其他地面震動的影響,諧振條被懸置于真空中。當(dāng)兩個諧振條在微小時間間隔內(nèi)產(chǎn)生同樣的震動,Weber認(rèn)為他探測到了引力波。

這個發(fā)現(xiàn)讓很多物理學(xué)家很振奮,但隨著很多人并沒有重復(fù)出實(shí)驗(yàn)結(jié)果,Weber的結(jié)果也陷入了無限的爭議。但被Weber所啟發(fā)的一批物理學(xué)家中,有很多終其一生繼續(xù)追尋引力波,并最終相聚于LIGO,其中就包括德雷弗和韋斯。

德雷弗最初的思路與Weber類似,試圖通過檢測鋁棒接觸到引力波時的長度變化來捕捉引力波。盡管在設(shè)備的靈敏性上要比Weber提高很多,但德雷弗和他的學(xué)生James Hough始終沒有成功。隨后,德雷弗的思路轉(zhuǎn)向了激光干涉,并在技術(shù)上做出了一些全新的突破,比如通過諧振腔來控制穩(wěn)定的激光頻率的方法。

“不合適的人出局”:吉普·索恩(左)、羅納德·德雷弗(中)、羅克斯·沃格特(右)來源:Science

這與大西洋彼岸麻省理工學(xué)院的韋斯想法不謀而合。韋斯從學(xué)生時代就為引力波這個問題著迷,并在教授一堂廣義相對論本科課程時將設(shè)計探測引力波布置為了課堂練習(xí)。1972年春天,韋斯寫出了一個初步的設(shè)計,每個干涉儀的探測臂有五尺長,但是他申請經(jīng)費(fèi)方面遭遇了瓶頸——畢竟當(dāng)時很多著名物理學(xué)家還不相信黑洞的存在。

加州理工學(xué)院的索恩則在稍晚一些投入到通過激光干涉探測引力波的研究,但在經(jīng)費(fèi)申請方面要比韋斯順利得多。1981年,加州理工學(xué)院注意到了德雷弗在相關(guān)領(lǐng)域的成果,邀請他加盟,專門負(fù)責(zé)干涉儀建造上的工程問題。

1984年,NSF出于經(jīng)費(fèi)方面的考慮,要求將MIT和Caltech的兩個獨(dú)立的引力波探測項(xiàng)目合并成一個,并與當(dāng)時國際上其他引力波探測團(tuán)隊(duì)合作,比如德國的加興團(tuán)隊(duì)和蘇格蘭的格拉斯哥大學(xué)團(tuán)隊(duì),這就是LIGO的雛形。而德雷弗、索恩和韋斯這三個人也最終在歷史的這一頁匯合,共同擔(dān)任LIGO的第一任指導(dǎo)委員會成員。

2.5億美元經(jīng)費(fèi)博弈:從此LIGO是路人

在LIGO的設(shè)計上,德雷弗的方案最終壓倒了韋斯的方案。激光干涉引力波探測儀的基本思路是這樣的:兩條長度相同的探測臂呈L型放置,在L中間的拐點(diǎn)處放置激光源,沿兩條管子各發(fā)射一束激光,而在兩臂的末端放置一面鏡子來反射激光。在真空中,兩條同時發(fā)射的光束應(yīng)該同時返回中間拐點(diǎn)相逢,在干涉作用下,光束不會抵達(dá)光電探測器。但如果有引力波穿過探測儀,兩條真空管中的空間會出現(xiàn)微小的拉伸與壓縮,兩條光束就會出現(xiàn)光程差,從而外泄到光電探測器上。

1986年,由德雷弗、索恩和韋斯三人組成的指導(dǎo)委員會連續(xù)兩年沒有獲得NSF的經(jīng)費(fèi)批準(zhǔn)。NSF想要LIGO由一人領(lǐng)導(dǎo),而非三人共治,并最終撤消了指導(dǎo)委員會,選擇加州理工學(xué)院教務(wù)長沃格特?fù)?dān)任項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。

德雷弗和沃格特兩人之間開始出現(xiàn)嚴(yán)重分歧,并直接導(dǎo)致LIGO分裂成了兩個陣營。他們性格不合,而且在研究路線和領(lǐng)導(dǎo)思路上都南轅北轍。德雷弗對項(xiàng)目進(jìn)程的預(yù)期更為謹(jǐn)慎和保守,他認(rèn)為LIGO在短期之內(nèi)設(shè)備靈敏度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn),因此,他希望LIGO先著眼于技術(shù)方面的提高,建造一個200米左右的縮小版樣品。而沃格特給NSF遞交的是一份雄心勃勃的方案:2.5億美元經(jīng)費(fèi),40公里長的龐然大物。德雷弗認(rèn)為,沃格特是在畫空中樓閣,根本無法向NSF兌現(xiàn)承諾。

LIGO位于華盛頓州Hanford的探測臺

德雷弗最終離開LIGO的始末,由于年代久遠(yuǎn),當(dāng)事人又三緘其口,因而多不可考。在LIGO成功探測到引力波之后,眾多媒體采訪報道的文章中,已很少見到德雷弗的痕跡,通常只是作為一個名字匆匆?guī)н^。《科學(xué)》1993年4月一篇名為《LIGO:2.5億美元的賭博》的文章曾記載過這段往事的一些細(xì)節(jié)。

1992年7月,德雷弗已在LIGO團(tuán)隊(duì)被冷落了一兩年,沃格特甚至通過威脅的方式阻止他參加當(dāng)年既定的兩場有關(guān)引力波探測的學(xué)術(shù)會議。德雷弗無視沃格特的威脅,參加了一場在阿根廷舉行的會議,并在會上作了演講。他在返程的途中被開除了。

在短短數(shù)小時內(nèi),沃格特給LIGO團(tuán)隊(duì)成員發(fā)送郵件宣布,德雷弗被開除了。他將在LIGO成員的監(jiān)督下去辦公室拿走他的私人物品,此后不準(zhǔn)踏入LIGO辦公樓半步,也不能打擾LIGO的研究者。

當(dāng)年9月,德雷弗就此事向?qū)W術(shù)自由委員會提交了投訴函。學(xué)術(shù)自由委員會10月份給出了調(diào)查報告,認(rèn)定德雷弗在學(xué)術(shù)自由方面確實(shí)遭遇了侵犯,承認(rèn)德雷弗被開除出LIGO團(tuán)隊(duì)是不合理的,但只字不提恢復(fù)德雷弗在LIGO的職位。該委員會內(nèi)部成員向《科學(xué)》雜志透露,這種忽略是有意為之的。

當(dāng)年12月,Caltech出面調(diào)停,提出給德雷弗一個為期2年、共計100萬美元經(jīng)費(fèi)的獨(dú)立引力波研究項(xiàng)目。德雷弗拒絕了,據(jù)他的同事透露,德雷弗將LIGO視為他畢生工作的結(jié)晶,除了希望LIGO成功之外別無他求。

盡管德雷弗早早離開了LIGO,但他畢生保持著對引力波探測的關(guān)注。而他當(dāng)年留在格拉斯哥大學(xué)的團(tuán)隊(duì),在他的學(xué)生Hough領(lǐng)導(dǎo)下也持續(xù)探究引力波探測,并為LIGO提供過技術(shù)上的援助。

韋斯告訴《科學(xué)》,他覺得德雷弗有點(diǎn)難以共事,但索恩卻覺得“大部分情況下覺得和他一起“吃飯很愉快,他是一個很好的朋友”。

“他是我見過的最天才的物理學(xué)家之一。有些東西我要花好幾個小時通過數(shù)學(xué)計算來理解,他通過直覺很快就能想明白”,索恩說道。

2016年2月11日,LIGO團(tuán)隊(duì)宣布探測到兩個黑洞合并造成的引力波

1994年,在經(jīng)歷了無數(shù)糾紛與質(zhì)疑后,Caltech教授巴里·巴里希(Barry Barish)接替沃格特成為LIGO項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人。巴里希提出的新方案被NSF接受,以3.95億美元成為歷史上NSF投資最大的項(xiàng)目。隨后,位于路易斯安那州Livingston和華盛頓鎮(zhèn)Hanford的兩個干涉儀破土動工。

2016月2月11日,在愛因斯坦提出廣義相對論百年之后,LIGO團(tuán)隊(duì)宣布成功探測到十幾億年前由兩個黑洞合并造成的引力波,成為科學(xué)界的一大盛事。

所幸老年癡呆癥晚期的德雷弗仍能意識到這個成果,并仍記得當(dāng)年他在LIGO工作的時光。德雷弗的家人后來告訴索恩,他來拜訪那天是德雷弗在2016年最美好的一天。

    校對:余承君
    澎湃新聞報料:021-962866
    澎湃新聞,未經(jīng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載
    +1
    收藏
    我要舉報
            查看更多

            掃碼下載澎湃新聞客戶端

            滬ICP備14003370號

            滬公網(wǎng)安備31010602000299號

            互聯(lián)網(wǎng)新聞信息服務(wù)許可證:31120170006

            增值電信業(yè)務(wù)經(jīng)營許可證:滬B2-2017116

            ? 2014-2026 上海東方報業(yè)有限公司