技术小站8

网站首页 综合 > 正文

引力波发现者(引力波发现的意义)

2023-01-14 04:15:25 综合 来源:
导读 大家好,小豆豆来为大家解答以上的问题。引力波发现者,引力波发现的意义这个很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!1、从一两年前就开始...

大家好,小豆豆来为大家解答以上的问题。引力波发现者,引力波发现的意义这个很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

1、从一两年前就开始关注引力波的探索,在LIGO升级后也是特别期待有所发现,没想到这么快就确认了,实在是惊喜!现在科普文已经有许多了,我就不赘述了,着重说一下意义。

2、在5.4亿年前的寒武纪,地球上的生物第一次进化出眼睛,那时的眼睛还只是由一些感光细胞汇聚而成的凹陷,称为眼点,但从那一刻开始,地球上的生命第一次感受到了充盈在宇宙中的无处不在的电磁波。

3、五亿多年过去了,自从19世纪发现电磁波后,我们的生活已经离不开这种电磁场的扰动了。

4、我们将各种频段的电磁波编码,发射,地球另一端的人就能瞬间接收到编码的消息。

5、这些有意义的电磁波让许多人开始脑洞大开,如果人类使用电磁波进行交流,那么如果有外星人的话,它们是否也是这样呢?  于是以SETI为首的各类地外智慧探索设施开始成立,而他们的主要手段就是监听来自深空的电磁波,试图找出经过外星人编码过的那些,以证实外星文明的存在。

6、不过这么多年过去了,人们始终没能捕获哪怕一丝带有文明气息的电磁波,于是有人开始怀疑。

7、电磁波最大的缺点就是穿透性差且特别容易衰减,很多人指出如果有星际文明的话,电磁波并不是一种良好的通讯手段。

8、那么什么才是呢?很多人把目光投向了引力波,而引力波的性质对于星际通讯简直在适合不过了,它的穿透性非常好,甚至比中微子还要强,而且衰减速度很慢,足以保证长距离的通讯,这样的性质让很多人坚信引力波才是高等星际文明的基本通讯手段。

9、试想一下,当有一天,人类终于可以编码,发送,接收引力波时,会不会突然发现,其实宇宙中充斥着有意义的引力波,这个宇宙早已热闹非凡,只是从前我们是瞎子,看不到那些璀璨的灯火?也许在人类发明出引力波天线(收发装置)的那一天,巨大的飞船将从天而降,迎接我们进入真正的宇宙文明社会(发现了引力波,就像寒武纪时,地球生命第一次进化出了眼睛,我们终于可以“看见”这个宇宙了。

10、  论上说的这个剧烈的膨胀在瞬间改变了很多物理性质,我们叫做暴涨,inflation。

11、由于暴涨,我们的宇宙才会变得每个点看上去都差不多的样子。

12、但这一直仅仅是一个预言,没有实际的观测证据。

13、如果这个暴涨是存在的话,会有引力波的辐射,这个辐射可以分解为两种成分,分别是类似电场的E模式和类似磁场的B模式。

14、因为前者有梯度没有旋度,后者有旋度没有梯度。

15、E模式很容易被现有的理论解释和观测到。

16、  但是B模式很难观测到。

17、产生B模式有两个机制,分别是暴涨,或者引力透镜。

18、引力透镜产生B模式已经在去年被南极天文台观测到了。

19、那么如果还能观测到新的B模式的引力波,就意味着暴涨理论是真实存在的。

20、  【一】中文报道里用到一个词——“原始”。

21、这个词的英文是“primordial”,宇宙学中一般译为“原初”。

22、“原初”在宇宙学中一般是泛指“复合之前”这个阶段。

23、宇宙在大约38万年的时候,随着温度的降低,自由质子和电子重新结合成中性原子——所谓“复合”。

24、此时,等离子体的雾霾散去,宇宙变得透明,光可以畅行无阻。

25、于是这些光,经过137亿年的征程,进入我们的“眼睛”,即是所谓“宇宙微波背景辐射”——婴儿宇宙38万岁时的照片。

26、“宇宙微波背景辐射”在1964年就被贝尔实验室的Penzias和Wilson发现了,并为二人带来了1978年的Nobel物理学奖。

27、  【二】在早期宇宙研究中,“原初”更进一步特指“宇宙学暴涨”——宇宙极早期经历的急剧加速膨胀过程——时期。

28、最初,“暴涨”理论的提出,是为了解决旧的“大爆炸”理论的几个困惑,比如:今天的宇宙空间为何看上去如此平坦?宇宙这么大,各个地方离得那么远,却为何看上去都差不多?而“暴涨”理论非常优雅地解决了这两个疑难:急剧的加速膨胀——就像吹气球一样——把所有可能的不均匀和不平坦都抹除、拉平了。

29、今天的宇宙最初是一块很小的区域,是“暴涨”把它们拉开的;所以各部分离得这么远、却看上去差不多,因为它们曾经在一起。

30、  【三】但一个问题是,既然暴涨把所有的不均匀性都抹平了,那宇宙应该空无一物、极度乏味,可为何宇宙还确实存在“结构”——星系、超星系、超星系团等等?就像大海一样,远观像镜面一样平静,近观却波涛汹涌,真实的空间中也无时无刻不存在随机的“量子涨落”。

31、但是通常情况下,这些“涨落”却随起随灭,如同电视机无信号时的雪花点,吵吵半天,仍然是灰白一片,什么也没留下。

32、但是“暴涨”却提供了一种“冻结”机制。

33、就像海面的波涛,一旦涌起,就赶紧“冻”住。

34、于是最终海面就不再是随机的翻涌,而是如同连绵的冰山一样,有了特定的“结构”。

35、同样,空间中的“量子涨落”,产生于虚空,但是被暴涨所“冻结”,形成一粒粒的真实的“尘埃”——今天宇宙结构的“种子”[1]。

36、而这种“冻结”机制的存在,也正是因为宇宙的“加速膨胀”——暴涨“一箭双雕”地解决了旧大爆炸的困难,同时产生了宇宙的结构。

37、也正是因为后者,暴涨才成为今天早期宇宙研究的基础。

38、暴涨把产生于虚空的随机量子涨落冻结成实在,就像把随手画的钞票兑换成真金白银一样。

39、于是暴涨的发明者Alan Guth喜欢说,宇宙就是一场免费午餐。

本文到此分享完毕,希望对大家有所帮助。


版权说明: 本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。


标签:




热点推荐
热评文章
随机文章