引力波发现的意义 引力波发现者


引力波发现的意义 引力波发现者

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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!
【引力波发现的意义 引力波发现者】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 。
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