民族声乐艺术的情感表现更新时间:2009-12-16 14:32:56 作者:樊凤龙 来源:校园论文网 点击数:9 打印本页 加入收藏【论文摘要】民族声乐是中华民族的瑰宝,是非物质重要遗产之一。在本文中,笔者讨论了深入研究表演作品、借助戏曲表演抒发情感这两条提高民族声乐艺术情感表现的有效途径。【论文关键词】民族声乐;情感表现民族声乐是中华民族的瑰宝,是非物质重要遗产之一。民族声乐的发展历史可以追溯到远古时代,时至今日,已经历了三个发展阶段[1]:1)启蒙时期——远古到隋唐;2)发展时期——宋元明清;3)成熟时期——民国至现代,将中西两种演唱方式融合,形式了较为系统的演唱方法。经过漫长的发展,民族声乐形成了自己独特的风格和魅力,这其中包括民族声乐的审美特征与审美标准、演唱的理论技法、演唱的情感表现等等,中国音乐学院著名的金铁霖教授,曾把声乐艺术归结为七个字:“声、情、字、味、表、养、象”[2],对这些问题进行有序梳理对我国民族声乐的进一步发展有着十分重要的意义。声乐艺术是通过优美动听的旋律,歌者婉转悦耳的音色来表达思想感情的一门艺术,民族声乐更是如此。千百年来,有很多人都研究了声与情之间的关系,例如汉代刘安的《淮南子》中就曾记载:“韩娥、秦青、薛谭之讴,愤子志,积于内,盈而发音。”[3]《乐记》中也记载:“凡音之起,由人心生也。人心之动,物使之然也。”“凡音者,生人心者也。情动于中,故形于声。”[4]由此进一步说明了,音乐是情感表达的一门艺术,声乐艺术需声情并茂,以声传情,寄情于声,声请融合。那么,如何正确地、恰如其分地通过声乐表现情感呢? 笔者认为,有以下两个方面进行尝试:1.深入研究表演作品著名声乐理论家凯萨利曾说:“如果歌者献出足够的时间和思想来分析他的歌曲,并充分发挥他的想象力……他将及时发展出一种敏锐的机能,从而他将能够进入与作家创作某特定作品时的、多少有些相似的心理状态。”[5] 熟悉、了解并真正理解作品是诠释好民族歌曲的重要前提。首先,歌者应该熟悉并认真研读作品。由于业界受到“声乐技术第一”观念的长期误导,很多歌者都把重心放在了一味追求声乐技巧,只注意声音的练习,而忽略了“声乐作品”这一演唱所要依托的根本,结果演唱时吐字不规范、音乐不准确等现象频频发生,严重歪曲了作品的真实面貌,作品应有的艺术价值也一落千丈。[6]这也就致使许多歌者演唱时,表情做作,眼神里、形体上都不能得到应有的表现,演唱没有真情实感,更不用说细腻地表达作品内涵,也就打动不了观众。歌词是歌曲的情感内涵表达的重要依据和途径,“语言是思想的直接体现,人物、事物、景物的种种表现,抒情、叙事、咏叹的种种变化,喜怒哀乐的种种表情等等,无不都是通过语言表达的结果。”[7]因此熟悉掌握歌词的具体内容,加深对歌词的理解和感受,是歌者所必须进行的功课,也唯有对歌词有了深入的理解,才能恰如其分的诠释民族声乐艺术的情感内涵,真正做到声乐艺术的传情达意。例如云南民歌《小河淌水》最初的元素是青年女子思恋远方恋人的山歌小调。表现女青年对爱情的执着追求。这首歌曲的歌词很口语化,这是民歌的普遍特征。各地口语的区别同时显示出该口语所在地的环境及内涵。“月亮出来‘亮汪汪’”,是很南方口语化的语言,同样的语句在南方,特别是云南地区口语中是很常见的,不但忠实记录了山歌抒情歌唱的自然环境,而且成为了加强情感表达的特殊调式。同时成就了《小河淌水》艺术表达的特殊魅力。第二,必须谙熟作品的旋律变化。音乐是听觉的艺术,是美的展现,而旋律是音乐作品的灵魂,音乐作品通过旋律来使人听者感受其中的意境与情感,通过对旋律、节奏和力度的体会来展开想象。旋律是歌曲中词的抒情基础,是词的深化和发展。故此,歌者需要重视歌曲旋律的重要性,要深刻理解旋律的起伏与变化,关注曲谱的每一个结构和每一个细节,从宏观上全面把握作品的风格和特征,从微观上细腻地了解每一处变化,反复琢磨研究,从而真正领悟作品的情感变化,激发内心的真实情感。只有先感动自己,才能去感动别人。“民族声乐作品的抒情性和旋律性都很强,极富表现力和感染力,具有鲜明的个性特色和民族风格,对旋律的把握是反映作品体现情感的重要手段。”[8]例如陕西民歌《走西口》曲调高亢、悲怆,情感真挚、缠绵,表现了就社会陕西、山西一带贫苦劳动人民迫于生计,背井离乡,外出谋生,春去秋回,甚至有去无回的悲惨景象,鲜明的曲调个性,蕴含了丰富的情感表现力和艺术张力。第三,深刻地理解作品,进行角色设计。一首演唱作品的思想内涵,角色把握都需歌者进行深入的研究,需要根据作品的时代背景、环境背景、人物背景进行一定的场景设计和角色设计。浙江民歌《采茶舞曲》保持了民间采茶歌舞的基本风格,采用民族的五声徵调式,又有调式交替的素材,旋律优美流畅,曲调欢快、跳跃,表现了种茶、采茶的欢乐情绪。歌者在演唱的时候可以想象自己置身于茶园之中,与众多采茶姑娘一起欢乐采茶,快乐聊天,歌曲中逗趣性的乐句,如一问一答,似年轻人在相互嬉戏,像老年人对丰收的赞美,再现采茶姑娘青春焕发的风貌。2. 借助戏曲表演抒发情感“情动于中而形于外,适当的形体动作有助于情感的表达,这对歌唱者是必要的。”[9] 著名音乐家舒曼也说:“只能够发出空洞的音响,而没有适当的手段来表达内心情绪的艺术乃是渺小的艺术。”中国音乐学院教师吴碧霞曾说:“我的表情与身体会不自觉地随着心中感情而动作。俄罗斯艺术歌曲《夜莺》我已演唱过多次,随着演唱技巧的提高,在许多公开演出中,我试图在花腔部分配合眼神的动作来表现夜莺的灵巧轻盈……一般说来,好像外国作品不主张有过多的外在动作参与,但是台上的我却收到了极佳的效果……”[10] 著名指挥家的托卡尼尼也说过:“一个学音乐的人,不管演唱技巧是如何高明,如果缺乏情感的表达,他不是艺术家,而是艺术匠人,匠人满街都是,而艺术家却在百人中难找一个人。”[11]由此可见,表演对歌曲的诠释非常重要。而戏曲表演则是歌曲演唱表演的基础之一,除了声音以外,演员还要精确、鲜明地刻画人物的外形和神韵,以形传神、以形传情。戏曲表演中十分注重眼神的运用,《梨园原》中清代著名艺人黄幡绰写道:“凡作各种状态,必须作眼先引”,并进一步指出只有运用灵动闪亮而又有力度的“眼神”,才能把深藏在内心的各种不同情感,使其外化展现,从而生发出干变万幻的面部神态来。[12]动作在歌唱表演中同样重要,要灵活运用各种肢体语汇,以突出人物的性格、思想情感,举手投足时间将内涵与表象交融于一体,创造出鲜活的艺术形象和独特的意境,提高表演的艺术感染力,达到完美的艺术效果。民族声乐受到民族文化与生活的深刻影响,因此,更加追求艺术表演的真实性与贴近性,也就更加重视表演的作用。眼神的恰到表现,可以使歌者的情感,作品的思想从中反映出来,加之适当的形体动作,整个民族声乐表演才能声情并茂、扣人心弦、深入人心。例如,四川民歌《太阳出来喜洋洋》曲调优美,歌词朗朗上口,是我国各民族优秀民歌代表作之一,在跳跃俏皮的旋律中感恩太阳为人类带来了能量、歌唱太阳为世界送来了光明。在演唱这首歌曲时,歌者不仅需要有高亢、激昂的歌声,眼神要充满喜悦希望,充分表现出勇往直前的乐观风貌和欢乐喜庆的氛围。此外,歌者也要充分运用咬字吐字等演唱技巧来表现音乐作品的内涵,体现音乐作品的情感特色。歌唱是以歌声为媒体,以各种样式的题材为内容,以传达歌曲作者以及歌唱者思想与感情为目的的艺术活动。演唱者必须尽力调动自己能够掌握的一切艺术技巧,力求达到艺术作品内容与形式的高度统一。声乐演唱如果不能凭借艺术家娴熟的技术达到形式上的完美,任何好的作品都会黯然失色。尤其是民族歌曲,民族唱法十分强调语言的音乐的关系,讲究根据演唱语言的发音规律来处理发声、共鸣、行腔,讲究字音的五音、四呼、出声、归韵、收声,民族唱法具有浓郁的中华民族气质、个性、风格。[13]当然,歌者还要不断加强自身的文化理论修养,丰富自身的社会体验,提高自身的舞台经验,只是如此,才能将演唱作品内容用技术性、艺术性相结合,才能真正做到声情结合,以声动人,以情感人,从而获得良好的艺术效果。 【参考文献】[1]胡红.论中国民族声乐艺术中的情感表达[J].美与时代,2008,(9).[2]“金氏唱法”的秘诀[N]. 中国文化报,2008-12-30.[3]刘安.淮南子[M].北京:北京燕山出版社,2009.[4]蔡仲德.《乐记》论辩[M].北京:人民音乐出版社,1983.[5] [7]宋天宇.浅谈民族声乐演唱中的艺术表现[J].世界华商经济年鉴,2008,(4).[6]唐明务.声乐演唱不能忘“本”[ J].人民音乐,2007,(11).[8]朱婕平.声乐表演艺术的再创作———民族声乐作品的感情处理与表现[J].科教文汇,2006,(3).[9]刘朗主编.声乐教育手册[M].北京:北京师范大学出版社,1994.[10]吴碧霞.“鱼”与“熊掌”能否“得兼”[J].《怎样提高声乐演唱水平》(二)中央音乐学院学报编缉部编,北京:华乐出版社[M],2005.[11]吕云路.意大利发声方法几项重点问题[J].刘朗编《声乐教育手册》,北京:北京师范大学出版,1995,第94页。[12]张鸿雁.论戏曲表演的“眼神”[J].黄梅戏艺术,2008,(2).[13]韦惠.浅析教学中民族声乐的演唱技巧[J].科教创新,2008,(7).作者简介:樊凤龙(1975--),女,江西财经大学艺术与传播学院音乐系讲师
自从2015年人类第一次观测到引力波,引力波物理已然成为目前最为火热的研究方向之一。作为了解宇宙的新窗口,引力波正逐步为我们展现一幅千百年来人们都不曾见过的宇宙画卷,其中的物理现象为我们将来的物理学发展指明了一些方向。 引力波与新物理 传统的物理实验研究往往受到我们赖以生存的环境的很大限制,例如对撞机实验和天体物理电磁信号的观测。就目前而言,粒子对撞机是探测极小尺度新物理最有效的手段,而对撞能标是衡量对撞机探测性能的重要指标——越高的能标能够帮助我们探测越小的尺度,了解更基本的物理规律。但是在现有的生产条件下,对撞机的能标提升已经愈发艰难。虽然在未来二十年,粒子对撞机的能标有希望达到100TeV附近,但是在目前最高的14TeV对撞能标的粒子物理实验中,我们还未发现确切的新物理信号。另外,传统的天文观测几乎都基于电磁波信号,在过去近百年的技术革命下,电磁波天文学已经取得了丰硕的成果。但是时至今日,电磁波段观测深度的限制和前景的干扰( “前景”指视线方向与被观测源相近,但距观测者较近的天体)仍是我们了解更大的宇宙空间和更久远的宇宙 历史 的坚固障碍。 图1:对撞机的尺度与能标示意图 过去一百多年以来,激光干涉技术的发展大大提高了我们对于极其微小的长度变化的测量能力。这一技术的跨越式发展使得我们探测引力波成为了可能。目前,全球的主要经济体都已启动或正在布置自己的引力波观测项目,引力波天文学已经成为天文学和物理学中新的沃土,将会带给我们对于宇宙和物理学全新的理解。 相对于电磁波而言,引力波观测的优势主要有两方面:一是引力波信号一般很难被前景干扰,所以背景本底的信号可以被探测到;再者,由于引力波在传播过程中与普通物质的相互作用非常微弱,所以诞生在宇宙早期的引力波信号能够一直较为纯净地保留至现在,成为一种宇宙的“ 历史 遗迹”等待着科学家的观测。 引力波观测与传统的对撞机实验和电磁波段的天文观测的结合,将会极大的拓展我们对宇宙和基本物理规律的认知。 爱因斯坦的引力理论诞生一百多年以来,人们对于黑洞的研究取得了很多重大的突破,但是时至今日我们对于这类宇宙中最为极端的天体仍然知之甚少。大家相信,完整地描述黑洞的物理需要引力理论和量子理论相结合,但是目前这两个在各自领域取得了极大辉煌的理论在结合时遇到了各种各样的困难。黑洞视界的附近作为引力理论和量子理论的冲突现场,或许能够带我们一窥量子引力理论的真容,极大拓展我们对基础理论的认知。 另外,宇宙极早期的各种物理过程会诱发时空的随机扰动,产生随机引力波背景,若目前的引力波观测能够发现一些随机引力波背景的特征,那么也将暗示着宇宙早期有些不寻常的过程发生。最后这一点便是最近一项研究的出发点,该研究由中国科学技术大学的蔡一夫教授和波兰雅盖隆大学(Jagiellonian University)的林春山教授共同领导,博士后王博博士和博士生鄢盛丰参与,相关论文已于日前发表在国际著名期刊Physical Review Letters上。下面将对这项工作进行简要介绍[1]。 荡秋千的启发 在平时玩荡秋千时,大家应该已经有所发现:在没有人推动的情况下,想要秋千越荡越高,那么我们需要规律地前后摇摆身体,用自身重心的摆动来驱动秋千的振荡,这便是一种特殊的共振现象,叫做参数共振。 图2:荡秋千示意图 参数共振现象在物理学的各个领域有着广泛的应用。在宇宙学领域,大家相信在宇宙演化的一个时期,参数共振现象很有可能起着决定性的作用。在暴胀学说中,由于暴胀过程极具“稀释”效应,这一过程结束时导致了整个宇宙内一片死寂,仅剩下驱动暴胀后标量场遗留的能量或者是一些其它轻的标量场。这时候需要参数共振将驱动暴涨的场的能量转化为各种后期宇宙演化所需要的物质成分,将整个宇宙重新加热。这些大量产生的物质成分,不仅包括光子、电子、质子等粒子物理模型所能描述并被观测得到的粒子,还包括了原初时期就产生的暗物质和暗能量。这一过程被称为宇宙的预加热,接下来宇宙进入到标准热 历史 演化之中。 SSR机制最早用于研究原初黑洞的形成和预言其丰度。原初黑洞是一种特殊的黑洞,它们是宇宙在极早期由于局域空间曲率的不均匀性导致了原初物质密度扰动坍塌而形成的黑洞,它们的形成机制有别于通常情况下恒星坍缩形成的黑洞。早在上世纪六七十年代,苏联物理学家雅科夫·泽尔多维奇(Yakov Zel'dovich)和英国物理学家斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)分别指出了这种极早期宇宙中黑洞形成的理论可能性[5][6],并在后来的宇宙学研究中被广泛探讨。由于原初黑洞的形成和其自身特点,它们成为了一种重要的冷暗物质候选者,并且也可能是重要的引力透镜天体和引力波源的候选者。SSR机制所预言的原初黑洞主要分布在一些特殊的质量附近,且分布密度很高,可以与暗物质能量密度相比拟(即绝大部分暗物质为原初黑洞)。 在此基础上,蔡一夫教授团队发现,由于SSR机制极大地放大了原初标量扰动的振幅,在二阶扰动层面,通过标量与张量非线性的耦合,SSR还可以分别在暴胀期间和暴胀后的辐射为主时期诱导产生随机引力波背景,并且可能在将来被引力波探测器探测到[7]。此外,SSR的模型实现与应用也是一个值得深入研究的内容,目前有在暴涨子-曲率子图像下的应用[8],DBI暴涨下SSR的实现[9],以及在特殊的双场模型中有类似的共振放大应用[4]。 引力波的SSR 在5年多以来对引力波的观测中,最令科学家们激动的引力波事件莫过于观测到了双中子星并合的引力波(GW170817),并且同时观测到了对应的多波段的电磁信号。这样一个标准汽笛事件的发现,可以同时让我们知道引力波源的红移和距离信息,为宇宙膨胀速度的测量开辟了一个新窗口。更重要的是,通过比对接收到电磁信号和引力波信号的时间,我们还可以对引力波传播速度进行限制。目前通过这一事件,我们认为引力波传播速度和光速之间的差异在10-15量级的精度以内。 但是,这个速度限制是来自比较近邻的宇宙的观测数据(一般红移小于1),而目前的观测证据对于远处或者说更早期的宇宙中引力波的传播速度,并没有很好的限制,而在这种时期,如果引力波传播速度有较大的非平凡特性(即偏离了爱因斯坦广义相对论预测的光速),那么可能预示着早期宇宙中有超越标准理论的新物理在发生作用。 在超出爱因斯坦广义相对论的修改引力理论中,有一些理论诸如Horndeski理论、4维Einstein-Gauss-Bonnet理论,它们的标量自由度和张量自由度有一定程度上的耦合,如果在早期宇宙中这些理论的效应相对明显,那么将对早期宇宙中的引力波传播速度产生影响。其中一种可能的情况便是,在极早期的预加热阶段,由于那时标量自由度具有周期性振荡行为,标量场通过与张量场之间的耦合使得张量自由度的声速大小具有周期振荡行为(即引力波的传播速度大小有振荡行为),并且这个振荡的特征会随着宇宙膨胀而被抹平,那么引力波传播速度在相对近邻的宇宙中会回归到光速。 由于引力波传播速度在极早期具有的振荡行为,引力波便也会产生参数共振现象,这便是引力波的SSR。它使得引力波振幅得到指数级放大,在极短时间内放大4-5个量级,然后共振会很快结束并使引力波背景回归到正常的演化中。这类SSR都属于参数共振中的窄共振类型,发生共振的频段是在特征频率附近很窄的一个频段内,以及特征频率整数倍的频率处,但是一般只有特征频率处占主导。此时,背景引力波的振幅在特征频率附近会产生一个峰值,这样一个峰值特征会随着宇宙演化保留至今,从而被现有的引力波探测器和未来的引力波探测实验观测到。 这个预言的意义在于,如果我们能在未来探测到这个背景引力波谱特征,那么可以推断在极早期宇宙中引力波的传播速度会有明显偏离光速的特点,也就是说那时的引力理论很可能不再由爱因斯坦广义相对论描述。这是存在新物理的证据。 图3:引力波的声速共振机制示意图 另外,在这项研究中,研究人员还发现由于引力波在线性理论下被剧烈放大,还有可能引发相对明显的高阶非线性效应。共振放大和非线性效应若被同时观测到,那么将大大增加该机制存在的可能性。这些非线性效应还有可能解释目前被NANOGrav实验观测到的疑似背景引力波信号,而该研究还在进行当中。 于粒子物理而言,这一项工作也有重要的意义:引力波共振放大发生的能标在TeV能标之上,基本上高于现有的粒子对撞机实验能标。也就是说,该现象若被发现也可能预示着早期存在一些超越粒子物理标准模型的新物理,例如通过修改引力理论中标量场与希格斯场的耦合与一些散射,使得标量场影响引力子的行为,从而改变引力波传播速度。这些预言都等待着未来观测水平的提高来加以佐证。 参考文献: [1] Y.-F. Cai, C. Lin, B. Wang, S.-F. Yan, “Sound speed resonance of the stochastic gravitational wave background”, Phys. Rev. Lett. 126 (2021) 071303 . [2] Y.-F. Cai, X. Tong, D.-G. Wang, S.-F. Yan, “Primordial Black Holes from Sound Speed Resonance during Inflation”, Phys. Rev. Lett. 121, no.8, 081306 (2018). [3] B. Carr, F. Kuhnel, “Primordial Black Holes as Dark Matter: Recent Developments”, Ann. Rev. Nucl. Part. Sci. 70, 355-394 (2020). [4] Z. Zhou, J. Jiang, Y.-F. Cai, M. Sasaki, S. Pi, “Primordial black holes and gravitational waves from resonant amplification during inflation”, Phys. Rev. D 102, no.10, 103527 (2020). [5] Ya. B. Zel’dovich, I. D. Novikov, Sov. Astron. 10 (1967), 602. [6] S. Hawking, “Gravitationally collapsed objects of very low mass”, Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 152, 75 (1971). [7] Y.-F. Cai, C. Chen, X. Tong, D.-G. Wang, S.-F. Yan, “When Primordial Black Holes from Sound Speed Resonance Meet a Stochastic Background of Gravitational Waves”, Phys. Rev. D 100, no.4, 043518 (2019). [8] C. Chen, Y.-F. Cai, “Primordial black holes from sound speed resonance in the inflaton-curvaton mixed scenario”, JCAP 10, 068 (2019). [9] C. Chen, X.-H. Ma, Y.-F. Cai, “Dirac-Born-Infeld realization of sound speed resonance mechanism for primordial black holes”, Phys. Rev. D 102, no.6, 063526 (2020). 墨子沙龙是以中国先贤“墨子”命名的大型公益性科普论坛,由中国科学技术大学上海研究院主办,中国科大新创校友基金会、中国科学技术大学教育基金会、浦东新区科学技术协会、中国科学技术协会及浦东新区 科技 和经济委员会等协办。 墨子是我国古代著名的思想家、科学家,其思想和成就是我国早期科学萌芽的体现,“墨子沙龙”的建立,旨在传承、发扬科学传统,建设崇尚科学的 社会 氛围,提升公民科学素养,倡导、弘扬科学精神。科普对象为热爱科学、有 探索 精神和好奇心的普通公众,我们希望能让具有中学同等学力及以上的公众了解、欣赏到当下全球最尖端的科学进展、科学思想。 关于“墨子沙龙”
LIGO探测到的引力波,频率在几十赫兹到几百赫兹,属于高频引力波。而NANOGrav寻找的引力波信号,频率为纳赫兹,波长跨越几个光年的尺度,属于低频引力波。 张承民 中国科学院国家天文台研究员 1月11日,据国外媒体报道,北美纳赫兹引力波天文台(NANOGrav)宣称,其发现了一个可能来源于低频引力波的信号特征,如果被证实,这将是引力波天文学的又一大里程碑。 NANOGrav发现的信号来自遥远的脉冲星。这些脉冲星是快速旋转的致密天体,它的两极发出的光束犹如宇宙中的灯塔一般掠过地球。研究人员利用射电望远镜收集了可能由引力波产生的信号数据,相关研究结果发表于《天体物理学快报》。 找到脉冲星信号时间差 “数据中出现的信号令人难以置信却又兴奋。”上述研究首席研究员约瑟夫·西蒙说。 2015年以来,科学家已利用激光干涉仪引力波天文台(LIGO)和欧洲室女座引力波天文台(Virgo)多次探测到引力波信号。疑似低频引力波信号的现身,为何依然令人如此激动? “LIGO探测到的引力波,频率在几十赫兹到几百赫兹,属于高频引力波。而NANOGrav寻找的引力波信号,频率为纳赫兹,波长跨越几个光年的尺度,属于低频引力波。”张承民表示,从频率来看,两者相差十多个量级。 张承民介绍,探测纳赫兹引力波信号对于研究早期宇宙 历史 、验证大爆炸理论、获得超大质量黑洞碰撞并合信息、研究星系合并以及进一步研究宇宙各种引力波类型的性质等具有重要意义。 引力波被称为时空的涟漪。天文学家不能通过望远镜直接“看”到它,但可以通过测量其穿过时空时造成的影响——物体精确位置的微小变化,来寻找它。 NANOGrav选择的研究对象是脉冲星信号。脉冲星是一种我们能探测到的、可靠的宇宙计时器。这些小而稠密的致密天体快速旋转,以精确的时间间隔发出射电波脉冲。 而引力波则会对这种规律性造成干扰,因为引力波产生的时空涟漪会使时空产生微小的拉伸和收缩。这些时空涟漪会导致脉冲星信号到达地球的实际时间与预期时间之间出现极小的偏差。 NANOGrav就是通过研究散布在银河系中许多毫秒脉冲星发出的规律信号的时间特征,即所谓的脉冲星计时阵列,来探测由于引力波拉伸和收缩时空而引起的时间微小变化,进而获得引力波存在的线索。 被选中的星可谓百里挑一 据介绍,NANOGrav通过研究47颗旋转最稳定的毫秒脉冲星创建了脉冲星计时阵列。 为何是这47颗脉冲星? 因为,并非所有的脉冲星都能用来探测这种低频引力波信号,只有旋转最稳定、被研究时间较长的脉冲星才能实现探测需求。这些脉冲星每秒旋转数百次,具有难以置信的稳定性,如此才能保证探测引力波所需的精度。 “目前,天文学家已发现3000多颗射电脉冲星。普通脉冲星的稳定性不够,但毫秒脉冲星的稳定性非常高,高到几亿年甚至几十亿年才会慢一秒,所以可以利用毫秒脉冲星进行高精度测量。”张承民解释道,目前发现的毫秒脉冲星数量在400颗左右,天文学家会进一步从中挑出非常稳定的脉冲星作为观测对象,这47颗毫秒脉冲星便来源于此。 NANOGrav表示,在其所研究的47颗脉冲星中,有45颗拥有至少3年的数据集用于分析。在此次研究中,研究人员在这些数据集中发现了一种低频噪声特征,这种特征在多个脉冲星上都是相同的。他们所发现的时间变化如此之小,以至于在研究任何单个脉冲星时,证据都不明显。但作为整体时,这些不明显的证据便意味着一个重要的信号特征。 “脉冲星的运动互相之间本来并没有相关性,但引力波穿过银河系会使它们的运动出现一种相关性或规律性。这项研究是希望把各种噪声排除,把这种规律运动的信息寻找出来,从而找出低频引力波信号。”张承民说。 得到确切结论还需几年 NANOGrav声称,新发现的信号特征已排除一些引力波以外的来源,比如来自太阳系物质的干扰或者数据收集中的某些错误等。 为了验证这一疑似低频引力波信号,研究人员必须在不同脉冲星数据之间找到一种独一无二的相关性——两颗脉冲星数据的关联程度和它们相对地球的天空方位有关。但由于信号太弱,目前还没有发现这种相关性的显著证据,增强信号则需要NANOGrav扩展它的数据集,以包括数量更多、研究时间更长的脉冲星,这就需要增加望远镜阵列的灵敏度。此外,通过将NANOGrav的数据与其他脉冲星计时阵列实验的数据汇集在一起,开展国际脉冲星计时阵列(IPTA)合作计划可能会有助于揭示这种特殊的相关性。 目前,NANOGrav正在开发新的技术,以确保检测到的信号并非来自其他来源。 他们正在建立一种计算机模型,帮助检测信号是否是由引力波以外的效应引起,以避免错误判断。 “用脉冲星计时阵列探测引力波需要耐心。我们正在分析十几年的数据,但得到确切的结论可能还需要几年的时间。”NANOGrav现任主席斯科特·兰森说。 需要更多大型望远镜的加入 这个信号是否真的来源于低频引力波?张承民认为:“目前的研究结果还处于初步阶段,暂时不能盖棺定论。” “这项研究实际上是分析了40多颗毫秒脉冲星的观测数据,是数据处理的结果。计时数据处理方法、毫秒脉冲星的选择对研究结果会产生巨大的影响。要证实确实是低频引力波信号,还需要进一步验证。”张承民说。 张承民介绍,除了北美,目前澳大利亚、欧洲都有望远镜对毫秒脉冲星进行监测。通过全球其他射电望远镜的加入,为研究团队提供更多优质数据,未来是有可能对这项发现进行进一步验证的。 不过也有个不好的消息, 在整个研究过程中,NANOGrav利用了美国绿岸射电望远镜和阿雷西博望远镜的观测数据。而305米口径的阿雷西博望远镜最近却垮塌了。 NANOGrav表示,研究团队将寻求其他数据来源,并加强与国际同行的合作。但失去阿雷西博望远镜,还是会对NANOGrav在未来描述这种背景噪声并探测引力波信号造成影响。 “阿雷西博望远镜的精度比较高,它的垮塌使新的数据积累受到影响,加大了验证的难度。未来,研究团队需要联合其他望远镜进行观测,对这项发现进行进一步检验。”张承民说。
吴碧霞,抒情花腔女高音歌唱家,中国音乐学院教师,第十一届全国人大代表。曾获“96全国声乐比赛”民族唱法一等奖、“国际青年艺术节”金奖、第一届“中国国际声乐比赛”第一名和最佳中国作品演唱奖、第二届“全国中青年德艺双馨艺术工作者”及“北京市突出贡献青年知识分子”等众多奖项。中文名: 吴碧霞国籍: 中国民族: 汉出生地: 湖南常德职业: 民族歌唱家主要成就: 全国声乐比赛民族唱法一等奖国际青年艺术节金奖国际声乐比赛选拔赛第一名
2015年9月14日,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)第一次在双黑洞并合的过程中探测到引力波信号,这标志着人类 探索 宇宙奥秘打开了一个非常有用的新窗口。由于地面震动干扰,地面引力波探测器只能探测高频引力波(10赫兹以上)信号。下一代的空间引力波探测器如欧空局主导的激光干涉空间天线(LISA)项目、我国提出的太极计划或者天琴计划等可以探测毫赫兹到一赫兹波段的引力波。这一频段的引力波蕴含着丰富的科学内容。这些空间引力波探测器的科学目标包括超大质量黑洞并合、极端质量比黑洞对、随机引力波背景等。其中,诞生于早期宇宙的随机引力波是保存了早期宇宙信息的“化石”,对理解早期宇宙的演化具有重要的科学意义。 当前的天文学和宇宙学观测告诉我们宇宙中有27%的物质组分是不发光的“暗物质”。其起源和性质是现代宇宙学和理论物理的一大挑战。一种可能的解释是极早期宇宙小尺度上的原初密度扰动很大,重新进入视界时形成了原初黑洞,而暗物质正是由这些原初黑洞组成的。质量小于10 16 克的原初黑洞由于霍金辐射已经蒸发殆尽,无法作为暗物质候选者。远大于太阳质量(10 33 克)的原初黑洞则会影响宇宙微波背景辐射,不能大量存在。10 22 克到太阳质量的原初黑洞在银河系的暗物质晕里运动并挡住遥远恒星时,可以产生引力透镜效应。人们可以通过寻找这种引力透镜来限制原初黑洞的能量密度。然而,质量小于10 22 克的原初黑洞的半径为纳米量级,远小于可见光的波长。这么小的物体无法用上述的引力透镜效应观测到(见图1)。 引力波的发现打开了一扇观测这种原初黑洞的新窗口,因为导致原初黑洞形成的原初密度扰动也会产生引力波。在宇宙早期暴胀阶段中,虽然标量扰动和张量扰动在线性阶是独立的,但它们在非线性阶是耦合的。这种非线性耦合会使得标量扰动诱导出引力波。以这种机制产生的引力波称为诱导引力波。如果原初黑洞大量存在,则原初标量扰动必定很大,其诱导引力波也会很大,有可能被未来的引力波实验观测到。如前所述,原初黑洞作为暗物质候选的唯一可能的质量区间是10 17 克到10 22 克,其对应的诱导引力波频段是10 -3 赫兹到0.1赫兹,恰好在下一代空间引力波天文台LISA/太极/天琴的探测范围之内。 最近,中国科学院理论物理研究所研究员蔡荣根、日本东京大学国际高等研究所卡弗里数物连携宇宙研究机构博士皮石、教授佐佐木节研究了非高斯分布的小尺度原初密度扰动,并讨论了非高斯分布对原初黑洞形成以及对诱导引力波产生的影响。他们发现,非高斯的原初密度扰动会增强诱导引力波,同时也增大原初黑洞的形成率。如果假定暗物质全部由原初黑洞组成,即固定原初黑洞的能量密度为现在的暗物质密度,则增加非高斯性意味着必须压低原初密度扰动分布的功率谱。参见图2。这两种效应的综合效果会使得在固定原初黑洞的能量密度的条件下,增加原初密度扰动的非高斯性会压低诱导引力波的能量密度。有趣的是,他们发现持续增大非高斯性时,诱导引力波能量密度存在一个下界,而该下界在暗物质全部由原初黑洞组成的频段内(10 -3 赫兹到0.1赫兹)大于下一代空间引力波天文台的可探测精度(见图3)。这意味着如果暗物质全部由原初黑洞组成,人们一定能在LISA/太极/天琴中观测到其对应的诱导引力波信号。这结果不依赖于原初密度扰动的分布。反之,如果没有在LISA/太极/天琴中观测到这样的引力波信号,则原初黑洞不可能作为暗物质的唯一候选者。该研究工作最近发表于《物理评论快报》( Phys. Rev. Lett. 122, 201101 (2019))。相关研究成果对空间引力探测、理解暗物质性质和早期宇宙演化具有重要科学意义。
吴碧霞个人简介:中文名:吴碧霞。国籍:中国;民族:汉。出生年月:1975年7月23日。出生地:湖南常德。职业:民族歌唱家。毕业院校:中国音乐学院。代表作品有《你来了》、《跳着好日子过山》等。【主要成就】:全国声乐比赛民族唱法一等奖;毕尔巴鄂国际声乐比赛第一名;柴可夫斯基国际声乐比赛第二名;波兰玛纽什科国际声乐比赛第二名;中国国际声乐比赛第一名 全国声乐比赛民族唱法一等奖;毕尔巴鄂国际声乐比赛第一名;柴可夫斯基国际声乐比赛第二名;波兰玛纽什科国际声乐比赛第二名;中国国际声乐比赛第一名;中国首届中青年德艺双馨奖;第四届中国金唱片最佳演员奖;首都文艺事业突出贡献者称号;中国金唱片最佳专辑奖;全国声乐比赛民族唱法一等奖;中宣部五个一工程奖;创办了吴碧霞帮困助学教育基金会。【现任】:任教中国音乐学院教授。
吴碧霞,是中国歌坛上的一位才女,她出生于湖南,抒情花腔女高音歌唱家,现任中国音乐学院的教师,她的声音纯净,清澈,能中国歌坛带来了不一样的感受,她被寓为中西结合的夜莺。她不仅能唱中国民歌,而且她也能唱西方民歌,是不同语言风格的。她也能唱中西偏结合的这样的歌曲,这个不仅在中国罕见,在世界也罕见,她的演唱风格也有感染力的。她获得的主要奖是,1996年荣获国家文化部主办的“全国声乐比赛”民族唱法一等奖、1997年荣获“国际青年艺术节”金奖、2000年荣获国际声乐比赛选拔赛第一名、2000年荣获第一届“中国国际声乐比赛”第一名和最佳中国作品演唱奖、2000年荣获第八届“西班牙毕尔巴鄂国际声乐比赛”第一名、2001年荣获第四届“波兰玛纽什科国际声乐比赛”第二名并同时获得最佳女高音和最受观众欢迎的歌唱家两项特别奖、2002年荣获堪称音乐界的“奥林匹克”,世界上最重大音乐赛事之一的第十二届“柴可夫斯基国际声乐比赛”第二名。西班牙报界称她的演唱为“天上传来的声音”,俄罗斯媒体称她为“来自东方的声乐天使”,美国媒体称她的演唱为“让世界惊叹的声音”。
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