重力波三捕手 獲物理諾獎

本年度諾貝爾物理學獎得主於當地時間周二(3日)上午,在瑞典首都斯德哥爾摩揭盅。美國物理學家魏斯(Rainer Weiss)、巴里什(Barry Barish)及索恩(Kip Throne)憑對激光干涉重力波的貢獻,勇奪獎項。魏斯會獲九百萬瑞典克朗(約八百七十四萬港元)獎金中的一半,而餘下一半則由巴里什及索恩平分。

魏斯、巴里什及索恩是激光干涉重力波天文台(LIGO)的重要成員,LIGO在一五年九月首次探測到源自距離地球約十三億光年處、兩個分別為三十六個太陽質量與廿九個太陽質量的黑洞併合產生的重力波。已故物理學泰斗愛因斯坦早於近百年前估計有以光速散播的重力波存在,但未有確實證據。魏斯等人成立LIGO不懈研究,終證實重力波並非虛構。

重力在廣義相對論中在被定義為由質量造成的時空扭曲。當有質量的物體加速時,周圍會出現時空扭曲,並以波的形式向外傳播,即為重力波。物體質量愈大,產生的重力波便愈大。重力波能穿透電磁波無法穿透的空間,助了解恒星及黑洞,但由於重力波的波動太微弱,難以探測。

校定鬧鐘等通知得獎

由美國國家科學基金會(NSF)資助的LIGO,包含兩座分建於華盛頓州及路易斯安那州的激光干涉探測器。探測器有兩支長四公里的干涉臂,經分束器分散的光線會傳送到干涉臂的末端再折返至分束器,假若兩邊光線因重力波造成的時空曲率,將不能同時抵達分束器互相抵銷,光線「擊中」感應裝置,驗證重力波存在。LIGO探測器非常敏感,即使變化小至質子的電荷直徑的萬分之一,都能夠被精確地察覺。

大會公布得獎者後致電魏斯,讓對方親自回答在場記者的提問。魏斯笑言希望與愛恩斯坦分享勝利。而巴里什就笑指早已調校好鬧鐘起床等候大會來電,但仍遲了四分鐘。

三位得主簡介

巴里什(Barry Barish)

現年八十一歲的巴里什生於美國內布拉斯加州,現時在加州理工學院任教,門下高足眾多。於一九八○年代,巴里什在國際間提出一項建議,希望與其他學者合作在地深建設探測器,尋找磁單極子。巴里什起初於LIGO任首席監測員,後來升任總監。

魏斯(Rainer Weiss)

上周五才度過八十五歲生日的魏斯出生於德國首都柏林,現時於美國麻省理工學院擔任榮譽教授。他是全球首批研究宇宙微波背景輻射光譜的物理學家,對引力物理學及天文物理學的貢獻極大。他是LIGO的始創人之一,其研究的激光干涉術是LIGO的關鍵技術。

索恩(Kip Throne)

七十七歲的索恩在美國猶他州出生,是LIGO的始創人之一。他曾與巴里什在加州理工學院共事,亦是著名物理學家霍金的好友。他主要從事引力及相對論天體物理學的研究,尤其醉心於黑洞和重力波等課題,曾為科幻電影《星際啟示錄》出任顧問。

本報綜合報道