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新型引力波探測器意外收到神秘信號:可能來自時間的起點
2021/09/21
2021/09/21
 

哇!真的第一次見哎,知識不會,衹是姿勢不對;科學凡此種種,用人話講才能聽懂

文/天空之城團隊

 

科學家在建造一種新型引力波探測器的過程中,無意間收到了兩個奇怪的信號。如果這兩個信號被證實確實是由宇宙本身產生的,那麼一系列最基本的終極奧秘將有望得到破解。

人類目前擁有的引力波探測器只能感知到極端天體合併過程中產生的引力波。這類引力波的波長是以數百千米計的。如果把引力波比作聲波,那麼這樣的信號就好比巨大的爆炸聲。

但是在宇宙中四處傳播的引力波不止這麼一種。宇宙中還存在著波長介于幾米至幾千米之間的引力波。囿于技術原因,人類到目前為止還沒有探測到這種引力波。但是許多科學家正在致力于建造能夠探測到這類引力波的探測器。

西澳大利亞大學的物理學家Michael Tobar與其同事就正在試製這樣一台探測器。他們設計的引力波探測器核心元件是一塊直徑3公分的石英晶體盤,以及一個能夠根據振盪頻率產生相應電子信號的共鳴腔。引力波能夠在晶體內部製造出振盪,晶體的振盪能夠激發電子信號,而電子信號能夠告訴科學家發生了什麼。

為了避免背景電磁場的干擾,探測器進行了多重防護,並被置于極端低溫環境中——這麼做的目的是要儘量減少因熱量而產生的波動,亦即所謂的雜訊。在一次為期153天的試運行過程中,研究人員意外發現,晶體內部發生了兩次持續時間分別為1秒和2秒的振盪。

這讓研究人員吃驚不小,他們試圖用所有已知的原因來加以解釋,比如宇宙射線的影響,以及晶體中存在某種未知的熱量波動等。但至今尚不能排除是由引力波觸發的可能。如果是這樣,那麼這種引力波十分奇特,因為它來自時間的起點。

新型引力波探測器的核心組件。Michael Tobar

在宇宙誕生的極早期,時空曾以幾何級數極速膨脹。這種膨脹又被稱為「暴脹」。宇宙學家認為,在暴脹的末期,宇宙經歷過一次「相變」。所謂相變,籠統地理解,就是時空的狀態發生了變化:就像水通過沸騰,從液態變成了氣態一樣。時空在這次相變的過程中,獲得了大量的能量,並產生了一種特殊的引力波。新型引力波探測器接收到的引力波信號,可能就是由這種引力波引起的。

但要確認這一發現為時尚早。只有一個探測器不足證明它就是引力波。研究人員正在等待更多的探測器建成,以便互相佐證,逐步排除其它可能。

 

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