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四个巨大的宇宙学秘密可以揭示引力波

点击量:   时间:2017-10-07 01:04:14

Julian Stratenschulte / DPA / Corbis作者:Joshua Sokol,Lisa Grossman和Jacob Aron 2月11日,激光干涉仪引力波天文台(LIGO)宣布它发现了引力波,即由于运动造成的时空拉伸和挤压大块物体这一消息引起了全世界物理学家和天文学家的轰动,他们正在准备开发这个宇宙的新窗口 2015年9月14日LIGO的两个天文台拍摄的这个特殊信号由两个黑洞组成,每个黑洞的质量约为太阳质量的30倍,相互碰撞这立刻解决了天文学家的一个悬而未决的问题:在信号出现之前,这种黑洞双星的存在受到了质疑进一步的观察可以告诉我们更多关于中子星和超新星等奇异物体的信息但那只是一个开始引力波将使我们能够探索基础物理学,甚至可能回到宇宙最早的时刻以下是宇宙学的四个奥秘,它们最终可以在引力波天文学时代得到解决哈佛大学的Avi Loeb说,将几个检测结合起来,我们应该深入了解整个宇宙的历史和构成例如,结合来自许多黑洞合并的信号,可以帮助理解暗能量的本质,这将导致宇宙的膨胀加速从信号的“形状” - 波的频率和振幅如何上升和下降 - 我们可以辨别出所涉及的黑洞的大小,并确定事件在其源头的强度比较LIGO检测到的微弱振动的强大程度,告诉我们它发生了多远结合标准望远镜的观测结果,可以揭示在波浪到达我们的时间内空间是如何扩展的,提供了暗能量对空间影响的测量这个措施应该比我们迄今为止使用的任何东西更强大,更可靠 Loeb说,发现一些黑洞合并会改变一切 “如果你有数十个它,它将是宇宙学中的一个新分支”其他研究人员希望利用引力波信号通过更严格的测试来解释爱因斯坦的广义相对论一种方法是研究等效原理,即重力以相同方式影响所有质量的假设 “在GPS和太空旅行的时代,即使与假设的引力理论的微小偏差也会产生重大影响,它具有重要意义,”中国南京紫金山天文台的薛雪峰说牛津大学的天文学家埃尔米尼亚·卡拉布雷斯(Erminia Calabrese)认为引力波是一种检查引力是否表现为相对论预测它应该在很远的距离上的方法 “如果他们的力量以令人惊讶的方式随着距离下降,我们可以通过即将到来的LIGO数据来检测这一点,”她说 LIGO的成功可以看到更多的引力波探测器正在世界各地建造工作在比LIGO更短波长的更灵敏的探测器可以让我们感知来自非常年轻的宇宙的原始引力波这些波应该是在通货膨胀期间产生的 - 巨大爆炸后的第一个瞬间爆发出巨大的宇宙增长与光子和其他电磁辐射不同,它们可以在新生宇宙中自由行进目前我们只能看到大爆炸后的38万年,当宇宙变得对光透明时纽约州立大学布法罗分校的Dejan Stojkovic说:“我们几乎可以看到大爆炸” LIGO本身无法感知到这种振动,但探测器的成功提出了未来实验将会起飞的希望 “现在我们知道存在引力波,说服人们投资并制造各种引力波探测器要容易得多,”斯托伊科维奇说引力波甚至可以指向一个宏大的宇宙统一理论模型预测,在宇宙历史的某个时刻,所有四种基本力量都被统一为一种力量当宇宙膨胀和冷却时,力量在一系列尚未被广泛了解的事件中彼此分离 “可以探测到更短波长的引力波观测台可以探测到这些,”斯托伊科维奇说 LIGO团队成员芝加哥大学的Daniel Holz认为这只是一个开始 “每当我们打开宇宙窗口时,我们就会发现各种意想不到的东西,”霍尔兹说 “如果我不感到惊讶,我会感到惊讶”更多关于这些主题: