引力波是什么？曹军威解读新引力波发现的意义

来源:法制晚报·看法新闻 2017-10-17 14:59 /

　　原标题：曹军威解读引力波：深度神经网络分析数据助力“看见、听见”引力波

　　图说曹军威现场解读引力波摄法制晚报·看法新闻记者张丽

　　法制晚报·看法新闻（记者张丽）10月17日，清华大学信息科技研究院LIGO科学合作工作组举行了清华大学引力波成果发布会暨第六届北京引力波研讨会。

　　北京时间昨晚10点，美国国家航空航天局、欧洲南方天文台等全球数十家科学机构宣布首次直接探测到了壮丽的双中子星并合产生的时空涟漪——引力波及其伴随的电磁信号。

　　这是人类第五次探测到引力波，并与之前被探测到的四个引力波信号不同，这次探测到的引力波信号GW170817来自1.3亿光年外两颗并合的中子星，而且科学家第一次同时观测到了引力波及其电磁对应体，以及科学家预言的巨新星现象。

　　法制晚报·看法新闻记者上午在现场了解到，中国科学家团队在多领域助力了此次引力波的“看见”和“听见”，如利用深度神经网络分析引力波数据，攻关计算程序加速发现识别引力波，实现1秒钟处理上万个引力波数据。

　　引力波是爱因斯坦广义相对论中的重要推论。时间和空间会在质量面前弯曲，时空在伸展和压缩的过程中，会产生振动传播开来，这些振动就是引力波。

　　“我们在地球上随时随地都可能遭遇来自宇宙中各种源头的引力波：两个黑洞并合、碰撞；中子星旋转、并合；超新星核塌缩等。此次最新发现的引力波是由位于美国的激光干涉引力波天文台（LIGO）、位于欧洲的室女座干涉仪引力波探测器以及其他70个地面及空间望远镜共同完成。”清华LIGO科学合作组织工作组负责人曹军威告诉法制晚报·看法新闻记者。

　　人类首次发现的引力波信号只持续了0.2秒。而在今年8月17日探测到的引力波持续了长达100秒，并且扫过了美国激光干涉引力波天文台的整个灵敏频段，科学家们可以识别这个天体源的质量远比迄今观测到的所有黑洞的质量都要小得多。几乎同时，伴随引力波的电磁信号还触发了美国国家航空航天局费米望远镜的伽马暴监测器，人类首次“看见、听见”了引力波。

　　法制晚报·看法新闻记者了解到，清华引力波工作团队参与了迄今为止的所有引力波发现并作出贡献。他们构建了“利用已知脉冲星群组性质探测连续引力波”的方法，并利用该方法搜索信号，他们还进一步优化GPU加速程序，设计了高速计算系统用于引力波的数据分析、噪声分析和信号搜寻，并探索深度学习在引力波实时数据分析中的应用。

　　清华团队成员都志辉告诉法制晚报·看法新闻记者，引力波是以光束形式过来，速度非常快。伴随而来的电磁信号时间也非常短，仅几秒钟。因此为了能捕捉到引力波和电磁波信号，必须要实现处理“零延时”。

　　经过努力，他们研发的GPU系统可以在1秒钟完成上万个引力波模板数据，未来要实现发现信号到数据处理，时间控制在3到5秒钟以内。

　　同时，曹军威带领团队开展深度神经网络用于引力波实时数据的分析，大大减少了计算量。曹军威说，随着引力波这个重要角色到位，“多信使天文学”掀开了新的一页，未来很多的探索已经可以预期。

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责任编辑：朱惠娥