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原初引力波的发现有哪些现实意义?优质

259次浏览| 2022-10-12 06:08:26 更新
来源:互联网
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原初引力波如获证实,将是物理学界里程碑式的重大成果。

首先,填补广义相对论实验验证的最后一块缺失的拼图。

爱因斯坦1916年发表的广义相对论预言了宇宙诞生之初产生的一种时空波动—原初引力波—的存在。过去近百年中,广义相对论的其他预言如光线的弯曲、水星的近日点进动以及引力红移效应都已获证实,唯有原初引力波因信号极其微弱,技术上很难测量,而一直徘徊在天文学家“视线”之外。原初引力波的发现是支持广义相对论的又一有力证据。

其次,这一发现打开了观测宇宙的一扇新窗户。

在天文学几百年来的发展过程中,人们观测宇宙的主要手段是观测光,也就是说几乎所有天文实验都是在收集光子。而根据标准宇宙大爆炸理论,大爆炸之后约40万年,光子、电子及其他粒子混在一起,宇宙处于晦暗的迷雾状态,光无法穿透。而引力波则不同,它诞生在宇宙大爆炸之初并以光速传播。引力波被测量到,意味着人们可以通过引力波而一直追溯到大爆炸之后仅仅10的负35方秒的极早时期,同时引力波也可以作为另一种观测宇宙的手段。引力波天文学这门新学科的大门也由此打开。

第三,有助于真正理解宇宙大爆炸原初时刻的物理过程。

根据上世纪80年代逐渐发展起来的暴涨理论,140亿年前,在大爆炸之后不到10的负35方秒的时间里,宇宙以指数速度急剧膨胀,即所谓“暴涨过程”。原初引力波忠实记录了暴涨时期的物理过程。现在关于大爆炸原初时刻的理论模型有数百个,但“到底哪个对,还是都不对,在今天之前是不清楚的。但如果发现原初引力波,那么很多理论模型会被排除”。

第四,意味着对宇宙微波背景辐射的测量将会进入下一个重要里程碑。

宇宙微波背景辐射是宇宙大爆炸的“余烬”,是一种弥漫在整个宇宙空间中的微弱电磁波信号。过去几十年中,人们测量微波背景辐射,其实主要测量的是温度场的信息,却一直没有测量到引力波的独特印记—B模式偏振。目前,全球多个小组在探测引力波,发现原初引力波将促进有关国家进一步加大科研经费和人力资源投入。

第五,出现新的引力波诺贝尔奖

发现原初引力波,将是当之无愧是诺贝尔奖级的工作。宙"暴涨"理论的提出者也可能获奖。

宇宙开端的大爆炸产生的引力波。在宇宙诞生的最初的瞬间,宇宙中充满稠密的物质,以致由粒子间的碰撞而产生的引力波立即就被另一些粒子吸收了。在宇宙迅速扩张的暴胀阶段,宇宙的密度突然下降,而释放出的引力波不再被吸收。从那时起,那些原始的扰动就在我们周围的空间蔓延开来。

原初引力波是爱因斯坦于1916年发表的广义相对论中提出的,它是宇宙诞生之初产生的一种时空波动,随着宇宙的演化而被削弱。科学家说,原初引力波如同创世纪大爆炸的“余响”,将可以帮助人们追溯到宇宙创生之初的一段极其短暂的急剧膨胀时期,即所谓“暴涨”。

然而,广义相对论提出近百年来,源于它的其他重要预言如光线的弯曲、水星的近日点进动以及引力红移效应等都被一一被证实,而引力波却始终未被直接探测到,问题就在于其信号极其微弱,技术上很难测量,因此也有人将之戏称为“世纪悬案”、“宇宙中最大的徒劳无益之事”。

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原初引力波的发现是证明宇宙大爆炸理论成立的首个确凿证据。

引力波奠定了标准宇宙学一项关键理论的坚实基础,这就是暴涨理论。该理论指出宇宙在诞生之初曾经经历了短暂的剧烈膨胀。

在暴涨阶段,宇宙的温度——也即其中粒子所含的能量,超过目前世界上任何实验室所能达到最高值的数万亿倍,甚至也超过了大型粒子加速器,如设在瑞士日内瓦附近的大型强子对撞机(LHC)中的粒子能量。

由于暴涨是一种量子现象,而引力波是经典物理学的一部分,因此这一现象构建起了联系这两大领域的一座桥梁,也将成为首个证明引力也和其他自然力一样具有量子本质的证据。

光解拜就把这些都头疼死了。越描越黑,最后是啥都辩不来了。

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