World Year of Physics 2005 - Einstein@Home [ 2005' 世界物理年

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关于 Einstein

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Albert Einstein[阿尔伯特·爱因斯坦]在很久以前发现，我们漂泊在充满着空间波动的宇宙中。黑洞碰撞、恒星坍缩以及自旋脉冲星所激起的时空结构波动，微妙的扭曲了我们周围的世界。这些引力波已经把科学家们难倒了近一个世纪。现在，令人激动的新实验将可能使他们能捕捉到运动中的引力波，如果成功，这将打开一个通往宇宙的全新窗口──但这些需要你们的帮助来完成！

Einstein@Home 是什么？

GEO 600 和 LIGO 是什么？

什么是引力波（重力波）？

您如何帮助我们？

我的 Einstein@Home 屏幕保护程序里显示的是什么？

计算程序适用于哪些平台？

您应该怎样做？

Einstein@Home 是什么?

脉冲星推动的蟹状星云, 由太空中的 Chandra x-ray Observatory[钱德拉 x 射线探测仪]拍摄

Einstein@home 项目的任务是分析 LIGO（激光干涉仪引力波观测站，位于美国）和 GEO 600（位于德国）的观测数据，以寻找来自高密度、高速旋转星体的信号。一般认为这些信号源就是夸克星或中子星，其中一些已经通过传统的方法观测到，称为脉冲星。科学家们相信这些高密度星体并不是完美的球体，如果是这样的话，它们应该会发射出特定的引力波，LIGO 和 GEO 600 将在几个月后将开始探测这些引力波。

来自 University of Wisconsin-Milwaukee's(UWM)[威斯康星·密尔沃基大学]的 LIGO Scientific Collaboration (LSC) group[LIGO 科学协作组（LSC）]的 Bruce Allen[布鲁斯·艾伦]目前正领导着 Einstein@home 项目的发展。

Einstein@home 是 LSC 科学计划中的一小部分。它作为一个分布式计算项目创建起来，这意味着它依靠个人计算机用户比如你们所贡献的计算机时间来搜寻发出引力波的星体。

GEO 600 和 LIGO 是什么?

GEO 600 是位于 Hanover，Germany[德国，汉诺威]的一个引力波观测站，由来自英德两国的科学家们合作建设而成。而位于美国的 LIGO 则包括两套设施，一套安放在 Livingston，Louisiana[路易斯安娜州的李文斯顿]，另一套在 Hanford，Washington[华盛顿州的汉福]。


李文斯顿的 LIGO 设施鸟瞰图 LIGO 实验室惠赠	汉福的 LIGO 设施鸟瞰图 LIGO 实验室惠赠

这三个观测站对时空结构中的波纹也就是我们所说的引力波进行测量。各个观测站均使用一对相互垂直的激光束用来探测引力波。

Adjusting the mirrors at Hanford

在 Hanford(汉福德，美国华盛顿州南部原子能研究重要中心)校准观测镜
LIGO 实验室惠赠

当引力波通过时，它能使激光束传播路径的长度出现微小改变。LIGO 和GEO 600 的科学家们通过比较激光束路径的改变来观测引力波。激光束越长，观测的灵敏度就越高。激光束是在一对镜子间来回运动的，GEO 中的镜子相距 600 米，LIGO 中的则相距 4 千米，这使得这些观测站非常灵敏。实际上，LIGO 能够测量的激光束路径的改变，可以小到一个氢原子直径的一亿分之一。
　

什么是引力波(重力波)？

LIGO 实验室惠赠

引力波是时空结构的波动，由我们银河系乃至整个宇宙中发生的事件，比如黑洞碰撞、超新星爆发时核心产生的激波以及旋转的脉冲星、中子星和夸克星所产生。这些时空结构中的波动传播到地球，仍携带着关于波动源头的信息，以及非常重要的关于引力本质的的线索。

阿尔伯特·爱因斯坦在他的广义相对论中预言了引力波的存在，但直到现在21世纪，科学家们才发展出足够先进的技术来对其进行探测和研究。尽管引力波至今仍未曾被直接探测到，但它们对脉冲双星（沿轨道互绕对方运行的两颗中子星）的影响已经得到精确的测量，而且与最初的预测符合得很好。小约塞夫·泰勒和拉赛尔·赫尔斯由于他们在这方面的研究获得了1993年的诺贝尔物理学奖。

您如何帮助我们？

Einstein@home 依靠个人电脑的所有者，比如你，贡献计算机时间来分析 LIGO 的数据。你要做的全部工作是在你的电脑上安装一个小小的屏保程序。这个程序将会自动下载由 LIGO 采集到的海量数据中的很小一部分。当你的计算机空闲时，它将会对数据进行分析并将分析结果送回给 LIGO 的科学家们。程序只会在你不用计算机或当你手动启动程序时运行。Einstein@home 不会影响你的电脑的性能。

我们很幸运有 SETI@Home 的开创人大卫·安得森帮助我们构建 Einstein@home 项目。SETI@Home是一个革命性的分布式计算项目，它分析位于 Arecibo 的射电望远镜所观测到的数据，以搜寻地外生命发出的讯息。目前 SETI@Home 所拥有的计算能力总和已远远超过任何现有的超级计算机。

我的 Einstein@Home 屏幕保护程序里显示的是什么？

Einstein@home 屏保的内容与从脉冲星探测引力波的实验有很多联系。屏保的主体是一个旋转的天球，上面显示了人们熟知的星座和三个引力波观测站的天顶位置，已知的脉冲星和超新星遗迹位置也有显示，还有一个标记用来指明分析过程中当前的搜寻位置。

星体与星座

Screen Saver 旋转的天球上显示了星座中的主要星体。乍看上去，你也许会对一些星座感到困惑，它们与你熟知的星座是相反的 - 这是因为你正在从天球外面而不是地球上观察它们。

引力波观测站

天球上每一个“L”型的标记均表示一个观测站的天顶位置，正是这些观测站采集了 Einstein@home 所分析的数据。之所以是 L 型，是因为这些探测器本质上只是一个非常大的迈克尔逊干涉仪，探测器的实际方位与标记的方向是相符的，当然，探测器并没有标记所看上去的那么大。

	汉福 LIGO 观测站 (LHO) 美国，华盛顿，汉福，北纬46.45度，西经119.41度拥有两套干涉仪，一套臂长为4公里，另一套为2公里。
	李文斯顿LIGO观测站 (LLO) 美国，路易斯安娜州，李文斯顿，北纬30.56度，西经90.77度拥有一套干涉仪，臂长4公里。
	GEO 600 德国，汉诺威，北纬52.24度，东经9.81度拥有一套干涉仪，臂长600米。