盤點5次引力波探測

引力波源于愛因斯坦建立廣義相對論以后的預(yù)言，即極端天體物理過程中引力場急劇變化，產(chǎn)生時空擾動并向外傳播。從LIGO在2015年9月14日首先發(fā)現(xiàn)雙黑洞并合產(chǎn)生的引力波事件以來，人們已探測到多例引力波事件。

2015年9月，激光干涉儀引力波天文臺(LIGO)首次單獨探測到引力波，這是人類首次探測到引力波信號，由質(zhì)量分別相當于29個太陽和36個太陽的兩個黑洞合并時發(fā)出。二者形成了一個21倍太陽重量的旋轉(zhuǎn)黑洞，大約與太陽相當?shù)奈镔|(zhì)轉(zhuǎn)化成能量，以引力波的形式釋放出來。

2015年12月，時隔3個多月，激光干涉儀引力波天文臺(LIGO)再次單獨探測到引力波，信號來源于距離地球14億光年的兩個黑洞的合并。兩個初始質(zhì)量分別為約14倍太陽質(zhì)量和約8倍太陽質(zhì)量的黑洞，合并成一個約21倍太陽質(zhì)量的旋轉(zhuǎn)黑洞，以引力波的形式釋放。

2017年1月，激光干涉儀引力波天文臺(LIGO)第三次單獨探測到引力波。這次的引力波事件是由兩個恒星質(zhì)量級黑洞碰撞所產(chǎn)生的，其中一個的質(zhì)量約為太陽的31倍，另一個則是太陽質(zhì)量的19倍�？茖W家計算出這兩個黑洞在最終融合成一個約為太陽質(zhì)量49倍的黑洞之前，彼此圍繞對方相互旋轉(zhuǎn)了約6次。這種宇宙級大碰撞產(chǎn)生的能量本身就能達到太陽質(zhì)量的兩倍，并以引力波的形式將能量擴散出去。

2017年8月14日，激光干涉儀引力波天文臺(LIGO)的兩臺干涉儀和歐洲“處女座”(Virgo)引力波探測器的一臺干涉儀，從三個地點幾乎同時(先后相差僅幾毫秒)捕獲到了最新引力波事件。

2017年8月17日，人類第五次探測到引力波，也是首次探測到由雙中子星合并產(chǎn)生的引力波及其伴隨的電磁信號。此前4次，科學家探測到的引力波都是源于雙黑洞合并。

本次發(fā)現(xiàn)的引力波事件不同于以往的雙黑洞并合，而是由兩顆中子星并合產(chǎn)生。這是人類首次同時探測到引力波及其電磁對應(yīng)體，印證了“雙中子星并合不僅能產(chǎn)生引力波，還能產(chǎn)生電磁波”的理論預(yù)言，因此有評論稱“正式開啟了引力波天文學時代”。

我國“慧眼”望遠鏡參與監(jiān)測

由于該引力波事件意義重大，天文學界使用了大量的地面望遠鏡和空間望遠鏡進行觀測。但在引力波事件發(fā)生時，僅有4臺X射線和伽馬射線望遠鏡成功監(jiān)測到爆發(fā)天區(qū)，其中就有“慧眼”。

“慧眼”由中國國家國防科技工業(yè)局與中國科學院聯(lián)合資助建造，于2017年6月15日發(fā)射升空，目前仍處于試運行階段�！盎垩邸辈粌H在引力波事件發(fā)生時成功監(jiān)測了引力波源所在天區(qū)，還對其伽馬射線電磁對應(yīng)體(簡稱“引力波閃”)在百萬電子伏特(MeV)高能區(qū)的輻射性質(zhì)給出嚴格限制。

據(jù)了解，慧眼望遠鏡帶有高能、中能、低能X射線望遠鏡和空間環(huán)境監(jiān)測器等科學儀器，能將以自身為圓心的全宇宙360度的范圍納入視野之內(nèi)；能對銀河系進行大天區(qū)巡天和掃描，發(fā)現(xiàn)新的高能天體；也能借助伽馬射線暴工作模式，發(fā)現(xiàn)其他劇烈爆發(fā)現(xiàn)象，可幫助研究宇宙深處大質(zhì)量恒星的死亡及中子星并合等過程中的黑洞形成。

目前，空間引力波探測已被列入中國科學院制訂的空間2050年規(guī)劃中。而我國主要的三個大型引力波探測項目：太極計劃、天琴計劃和阿里實驗計劃，則均與LIGO一樣，都是利用激光干涉的方式，對引力波進行探測和研究。

在“慧眼”的技術(shù)基礎(chǔ)之上，中國科學院高能物理研究所提出了專門探測引力波閃的引力波高能電磁對應(yīng)體全天監(jiān)測器項目(GECAM)，并將其命名為“閃電”。

值得一提的是，2017年的諾貝爾物理學獎，頒給了3名為引力波探測作出重要貢獻的美國科學家。引力波天文學的時代或正在到來。

投資機會

中泰證券建議投資者關(guān)注中國版“LIGO”引力波探測--天琴工程所涉及兩大重要技術(shù)手段--激光測距以及高軌衛(wèi)星的通信，都將在引力波探測中獲得突破性進展，是引力波主題的兩大投資主線。標的上關(guān)注：大族激光、巨星科技、大港股份、華工科技、中國衛(wèi)星等。

長江證券指出，目前引力波的測量方法以激光干涉為主，高功率激光器以及功率放大設(shè)備是其中的核心，因此投資者可以從技術(shù)發(fā)展的角度關(guān)注激光器企業(yè)。目前A股上市的激光器公司為華工科技和大族激光。華工科技為激光裝備領(lǐng)先上市公司，產(chǎn)品有應(yīng)用于航空航天、精密儀器、軍工電子等領(lǐng)域。另外，國內(nèi)引力波探測計劃天琴計劃的起草團隊大部分科研工作者均來自于華中科技大學引力實驗中心，這一中心在引力研究方面為國內(nèi)領(lǐng)先。大族激光通過收購以色列Nextec公司從而在工業(yè)級激光測量方面取得領(lǐng)先成績，其激光量測產(chǎn)品除了在消費電子加工中大規(guī)模應(yīng)用外，還在汽車、航空等精密加工中取得應(yīng)用。

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