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引力波可以被用来探测暗物质么?优质

626次浏览| 2022-07-30 05:11:03 更新
来源:互联网
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一、理论上有很小可能存在帮助,但是没人会专门做这件事。

二、不存在题主说的 “暗物质黑洞” 这个概念。

暗物质的广义理解是,很难被观测到的物质,我们得到的一些证据似乎表明那里有物质,但是就是观察不到。(类似于你走着走着路被挡住了,但是眼前什么都没有)

观测不到有几种可能性:

1. 这种物质和我们熟知的普通物质一样,但是非常稀薄,低于仪器的探测阀值导致观测不到。我们知道宇宙是非常广袤的,在恒星间星系间那些空旷的位置,只要原子密度稍微大一点点,比如从一百立方米一个原子增加到一百立方米两个原子,宇宙的总普通物质质量就会大约增加一倍,因为大部分质量其实都是在星际介质中的,而不是在恒星中。

2. 仍然是普通物质,但是密度非常高形成了黑洞,导致电磁辐射发不出来而观测不到。我们怀疑星系中其实有数量非常多的黑洞存在于那里,星系中心还有超大质量黑洞,只是我们从不知道它们的存在而已。

3. 存在一种与我们目前所知的所有物质都不同的新物质。只产生引力相互作用,不产生电磁相互作用因而不发出吸收也不反射任何电磁波,是透明的,导致我们以前用的望远镜都无效。目前我们还没有直接探测到这种粒子,也没有办法以它为对象做研究,因此只能间接推断一些它的性质。

现在呢,前两种情况我们都能进行较好的约束,星际介质最大质量是多少,黑洞最大质量是多少,都可以从它们与周围物质的相互作用推断出来。然后我们发现,把这些质量全加起来还是不能解释我们认为应该有的质量。因此现在必须找到第三种情况的暗物质(或修改我们的理论)。

引力波也被称为“时空的涟漪”,1916年爱因斯坦基于广义相对论预言,剧烈的天体会带动周围的时空一起波动。此后百年间,科学家一直在寻找引力波的存在,直到2015年人类首次探测到引力波,3名美国科学家因此获得今年的诺贝尔物理学奖。

  2017年8月17日,LIGO(激光干涉引力波天文台)和VIRGO(欧洲“室女座”引力波探测器)共同探测到引力波事件GW170817,这是人类首次直接探测到双中子星引力波,第一次同时探测到来自同一个天文星体的引力波与电磁波。

  此前,人们观测到的4例引力波事件均来自双黑洞合并。而观测双中子星合并并产生了引力波和电磁波,将有助深入了解核物质的行为。

  对发现引力波事件GW170817,中国科学院紫金山天文台南极天文中心主任王力帆将它与哥白尼的日星说、开普勒发现椭圆形轨道、伽利略发现木星的卫星等过往天文学重大发现相提并论。

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更重要的是,人类从此又多了一种天文观测方法,未来,人类可以利用电磁波、引力波、中微子、宇宙线等多种观测手段相结合进行天文研究,“这开启了一个多信使天文学的时代,就好比人观察一头大象,过去我们只能用眼睛去看,现在我们多了观测手段,可以摸还可以闻,这样我们描述的大象就会更真实、准确。”

  已知的电磁波具有波粒二象性,那么传播速度和电磁波一样快的引力波是否也会有引力量子呢?吴雪峰向记者解释,引力波极难监测,它的频率非常低,因此它主要以波的形式在宇宙中存在。

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