這篇文章說(shuō)的是：2016年我們最應(yīng)該了解的三項(xiàng)天文學(xué)領(lǐng)域重大進(jìn)展笨农。
李程遠(yuǎn)是澳大利亞麥考瑞大學(xué)學(xué)者，北京大學(xué)天文學(xué)博士帖渠。應(yīng)“得到”知識(shí)新聞工作室的邀請(qǐng)谒亦，他為我們梳理了2016年最應(yīng)該了解的三項(xiàng)天文學(xué)領(lǐng)域重大進(jìn)展，下面跟你分享空郊。
第一項(xiàng)重大進(jìn)展是：人類首次直接探測(cè)到引力波
2016年份招，天文學(xué)領(lǐng)域最重要的進(jìn)展莫過(guò)于人類直接探測(cè)到引力波，2016年2月11日狞甚，美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間上午10點(diǎn)30分锁摔，由來(lái)自加州理工學(xué)院、麻省理工學(xué)院和激光干涉引力波天文臺(tái)（LIGO）科學(xué)合作組織的科學(xué)家宣布哼审，人類首次直接探測(cè)到了引力波谐腰。該引力波信號(hào)實(shí)際上是2015年9月14日探測(cè)到的孕豹，但是從探測(cè)到信號(hào)到最終認(rèn)證成為引力波，再以嚴(yán)肅的科研論文發(fā)表出來(lái)怔蚌，中間需要經(jīng)歷大量細(xì)致的工作，因此旁赊，正式發(fā)布消息的時(shí)間比發(fā)現(xiàn)時(shí)間晚了將近5個(gè)月桦踊。
引力波大家可能多少都聽說(shuō)過(guò)，直接探測(cè)到引力波標(biāo)志著廣義相對(duì)論中的主要預(yù)言全都被證實(shí)终畅，這是人類探索自然規(guī)律的重大勝利籍胯。根據(jù)廣義相對(duì)論，時(shí)空并不是和中學(xué)課本中學(xué)到的那樣离福，只是一個(gè)虛構(gòu)的參考系杖狼，相反，時(shí)空像是實(shí)實(shí)在在的一塊幕布妖爷，我們宇宙中各種物體和能量蝶涩，比如恒星、星系以及它們發(fā)出的光絮识，都鑲嵌在時(shí)空這張大幕上不斷運(yùn)動(dòng)演化绿聘，而它們本身也會(huì)影響到時(shí)空的結(jié)構(gòu)。根據(jù)廣義相對(duì)論的預(yù)言次舌，宇宙中的大質(zhì)量天體加速熄攘、碰撞或合并時(shí)，它們將如同在水面上劃出漣漪一樣彼念，創(chuàng)造出一陣“時(shí)空漣漪”朝外傳播挪圾，這樣的時(shí)空漣漪就稱之為引力波。
直接探測(cè)到引力波具有相當(dāng)重大的意義逐沙，引力波與大量的前沿物理學(xué)課題息息相關(guān)哲思，比如黑洞是否存在、宇宙早期是否產(chǎn)生了神秘的宇宙弦吩案、宇宙膨脹的速度有多快等等也殖，由于音頻的限制，我們沒法詳細(xì)介紹其中的每一個(gè)話題务热，有興趣的讀者可以參考我們文稿中引用的文獻(xiàn)[1]忆嗜。直接探測(cè)到引力波還將導(dǎo)致引力波天文學(xué)的產(chǎn)生，一個(gè)發(fā)現(xiàn)直接產(chǎn)生一個(gè)學(xué)科崎岂，可想而知這一發(fā)現(xiàn)有多牛捆毫。目前天文學(xué)家觀測(cè)宇宙主要還是通過(guò)接收天體的電磁輻射，比如說(shuō)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡冲甘、射電望遠(yuǎn)鏡绩卤、X光探測(cè)器等等途样。而直接探測(cè)引力波的技術(shù)，一旦發(fā)展成熟濒憋，將使得天文學(xué)家們不僅能通過(guò)望遠(yuǎn)鏡觀看宇宙何暇，更能通過(guò)引力波進(jìn)一步“聆聽”宇宙，這對(duì)觀測(cè)天文學(xué)的影響凛驮，無(wú)異于讓一個(gè)聾子突然獲得聽覺那樣震撼裆站。
第二項(xiàng)重大進(jìn)展：發(fā)現(xiàn)最近的系外行星[2]
看過(guò)《三體》的讀者可能知道，距離我們太陽(yáng)最近的恒星——4.2光年外的比鄰星屬于一個(gè)三星系統(tǒng)黔夭。什么是三星系統(tǒng)呢宏胯？雙星系統(tǒng)是兩顆恒星通過(guò)引力結(jié)合在一起，相互繞轉(zhuǎn)的行星系統(tǒng)本姥，三星系統(tǒng)也類似肩袍，它是由三顆恒星結(jié)合成的引力系統(tǒng)。2016年8月25日婚惫，歐洲南方天文臺(tái)的團(tuán)隊(duì)在《自然》雜志上發(fā)表論文氛赐，宣告他們發(fā)現(xiàn)了這一三星系統(tǒng)中質(zhì)量最小的那顆紅矮星存在行星，換句話說(shuō)先舷，小說(shuō)中的“三體”星被確認(rèn)真實(shí)存在了∮セ觯現(xiàn)實(shí)中這顆行星的名字是比鄰星b，比鄰星b的發(fā)現(xiàn)不僅僅只是印證科幻小說(shuō)的獵奇而已密浑，更重要的是蛙婴，根據(jù)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，這顆行星的質(zhì)量大概是地球的1.3倍尔破，因此它很有可能和地球一樣是一顆巖石行星街图，它所處的位置也剛好在恒星系的宜居帶范圍內(nèi)，表面有存在液態(tài)水的可能懒构，加上它又是距離我們最近的系外行星餐济，這一系列的性質(zhì)都集中在了比鄰星b一顆行星上，成為了去年我們每個(gè)人不得不知道的天文熱點(diǎn)胆剧。
比鄰星b的發(fā)現(xiàn)還是人類技術(shù)的勝利絮姆。當(dāng)行星圍繞恒星旋轉(zhuǎn)時(shí)，實(shí)際上是恒星與行星在繞著另一個(gè)點(diǎn)共同旋轉(zhuǎn)秩霍，因此如果恒星周圍存在其他的行星篙悯，那么恒星就會(huì)因?yàn)樾行堑拇嬖诙l(fā)生周期性的擺動(dòng)。反過(guò)來(lái)說(shuō)铃绒，如果測(cè)量到恒星的周期性的擺動(dòng)鸽照，也能夠推斷出它周圍行星的存在了。歐洲南方天文臺(tái)的團(tuán)隊(duì)正是利用全球不同的望遠(yuǎn)鏡觀察比鄰星b所屬的恒星颠悬，才發(fā)現(xiàn)了這一細(xì)微的擺動(dòng)矮燎，從而推斷出行星存在的定血。為什么說(shuō)這是技術(shù)上的勝利呢？因?yàn)檫@一擺動(dòng)的細(xì)微程度達(dá)到了1米每秒诞外，相當(dāng)于人類步行的速度澜沟，也就是說(shuō)，在距離我們4.2光年的距離上峡谊，天文學(xué)家們探測(cè)到了恒星1米每秒的細(xì)微速度變化茫虽，這將人類對(duì)天體觀測(cè)提高到了一個(gè)前所未有的精度。
比鄰星b的發(fā)現(xiàn)勢(shì)必將引發(fā)人類探索太空的熱潮靖苇，它將成為人們利用下一代巨型望遠(yuǎn)鏡尋找宇宙生命的首要目標(biāo)席噩，前所未有的近距離也使人們未來(lái)直接探訪它變得可能班缰，比如今年4月由霍金與投資人發(fā)起的“突破攝星計(jì)劃”贤壁，主要內(nèi)容就是發(fā)射小型探測(cè)器去探索比鄰星，盡管這一計(jì)劃的可行性依然有爭(zhēng)議埠忘，但比鄰星b已經(jīng)毫無(wú)疑問(wèn)地成為了人類探訪系外行星的首要目標(biāo)脾拆。
第三個(gè)重大進(jìn)展是：新視野號(hào)探索柯伊伯帶
新視野號(hào)是美國(guó)宇航局為了探索冥王星和柯伊伯帶行星發(fā)射的一顆探測(cè)器，2015年那副著名的帶一顆愛心的冥王星就是新視野號(hào)拍攝的莹妒。所謂柯伊伯帶名船，指的是位于太陽(yáng)系海王星軌道外側(cè)的一個(gè)圓盤區(qū)域，這一區(qū)域主要是由小行星和太陽(yáng)系形成時(shí)的一些殘留遺跡組成的旨怠，許多著名的短周期彗星渠驼，比如哈雷彗星，就來(lái)源于柯伊伯帶鉴腻。
新視野號(hào)一直都是太空探索領(lǐng)域的大熱門迷扇，2015年它就被美國(guó)《天文學(xué)》雜志評(píng)選為十大天文進(jìn)展之一，今年依然如此爽哎。這主要是因?yàn)轵严綔y(cè)器飛越冥王星獲得的海量數(shù)據(jù)一直到2016年10月才完全發(fā)回地球，而基于這些數(shù)據(jù)课锌，科學(xué)家們?cè)俅伟l(fā)現(xiàn)了令人震驚的結(jié)果厨内。
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，冥王星在過(guò)去幾百萬(wàn)年里竟然有活躍的地質(zhì)活動(dòng)渺贤，這顛覆了之前人們對(duì)冥王星的認(rèn)識(shí)雏胃，新視野號(hào)在冥王星表面發(fā)現(xiàn)了龜裂狀結(jié)構(gòu)，這預(yù)示著它有著溫暖的內(nèi)部結(jié)構(gòu)志鞍，行星科學(xué)家們認(rèn)為造成這一結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的原因是冥王星內(nèi)部存在對(duì)流過(guò)程丑掺，就好像水燒開時(shí)會(huì)有氣泡將底部的水翻滾到表面一樣，冥王星內(nèi)部可能也有類似的過(guò)程將核心溫暖的物質(zhì)帶到地表述雾，從而形成這樣的龜裂結(jié)構(gòu)街州。
新視野號(hào)還是未來(lái)幾十年內(nèi)最值得人們關(guān)注的一大太空探索熱點(diǎn)兼丰，飛越冥王星只是新視野號(hào)任務(wù)的一個(gè)階段，從今年開始唆缴，新視野號(hào)將繼續(xù)朝柯伊伯帶深處進(jìn)軍鳍征，陸續(xù)飛越幾個(gè)柯伊伯帶天體 。根據(jù)最初的設(shè)計(jì)面徽，新視野號(hào)的探索任務(wù)將持續(xù)到2038年艳丛，到時(shí)候它到太陽(yáng)的距離將達(dá)到地球和太陽(yáng)之間距離的100倍，相當(dāng)于冥王星到太陽(yáng)的最大距離的兩倍趟紊。我們剛剛說(shuō)到氮双，柯伊伯帶包含著許多太陽(yáng)系形成初期的殘留遺跡，過(guò)去的理論還認(rèn)為霎匈，地球表面的海洋形成也與柯伊伯帶的冰有關(guān)戴差，因此探索柯伊伯帶將幫助科學(xué)家們進(jìn)一步理解太陽(yáng)系和地球海洋的起源，而研究冥王星也對(duì)人們理解行星大氣活動(dòng)十分重要铛嘱，甚至可能幫助人類在未來(lái)找到適合移民的星球暖释。
由于音頻的限制，這里我們只介紹了天文學(xué)家們公認(rèn)的過(guò)去一年最值得關(guān)注的天文進(jìn)展墨吓，然而天文學(xué)家們對(duì)未知的宇宙探索所取得的成績(jī)遠(yuǎn)不止于此球匕。比如人類探索火星計(jì)劃的實(shí)施、銀河系中心的極端高能粒子帖烘、第九大未知行星泄漏蹤影亮曹、“朱諾”號(hào)探索木星、對(duì)神秘的宇宙快速射電暴的探索秘症，還有可重復(fù)回收火箭技術(shù)的突破等等照卦。對(duì)天文學(xué)與太空探索有積極興趣的讀者，這些都是值得大家進(jìn)一步了解的天文熱點(diǎn)事件［3］历极。
以上就是李程遠(yuǎn)博士整理的2016年天文學(xué)領(lǐng)域的三大進(jìn)展窄瘟，供你參考。
http://www.laoluv.com/weishang-chongdian/645320170205.html
