@ 2015.09.30 , 20:00

爱因斯坦搞错了?引力波找了11年无果

一百多年前爱因斯坦提出了相对论,作为相对论的一部分 -- 引力波,我们却从来没找到其蛛丝马迹。

近11年来科学家们运用高精度的太空望远镜试图寻找时空结构的涟漪现象 -- 引力波。

科学家本希望听到宇宙深处星系合并时传来的“轰隆隆”的引力波背景声,但结果一无所获。

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11年来天文学家们一直在努力寻找引力波,但一无所获。引力波就是时空结构的涟漪现象,是黑洞塌陷和星系合并时产生的。这是爱因斯坦在1916年提出的理论,但至今都无法得到证实

科学家们认为宇宙是由时空结构组成的,这就是爱因斯坦1916年发表的广义相对论。

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宇宙中的万物在这种结构下被掰弯弯曲,物体越大弯曲得也就越厉害,所谓引力波就是这种时空涟漪。

黑洞互绕或星系合并时可以产生引力波。

星系合并时每个较大的星系中央应该都有一个黑洞。

当两个星系合并时,两个黑洞就在同一个轨道上互绕,如同两人在跳双人舞。

爱因斯坦的理论预测黑洞互绕会形成死亡螺旋,将阵阵涟漪也就是引力波通过宇宙的结构 -- 时空通道传送出来。

爱因斯坦的广义相对论中唯有引力波始终未被证实。

对于科学家来说,引力波之所以重要是因为引力波中可能暗藏有宇宙初创时的大量信息。

引力波被认为是由宇宙大爆炸所产生的。

虽然引力波的存在有非常强烈的间接证据,但科学家们从来没有找到直接证据。

由Ryan Shannon博士领导的这项研究,其研究结果已经发表在了相关专业杂志上,Ryan Shannon博士来自于CSIRO与ICRAR。
CSIRO,澳大利亚联邦科学与工业研究组织( Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization ),是澳大利亚最大的国家级科研机构。
ICRAR,国际射电天文研究中心(International Centre for Radio Astronomy Research)

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为了寻找引力波,Shannon博士动用了高精度的Parkes射电望远镜监视一组毫秒脉冲星。
毫秒脉冲星,millisecond pulsar,每秒旋转上百次的脉冲星,通常有一颗正常的伴星,并从伴星得到物质。

这些小个子的毫秒脉冲星发出规则的脉冲电波,就如同是宇宙中的时钟。

这些毫秒脉冲星信号的到达时间被科学家们记录下来,精度达到了10纳秒级别。

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根据爱因斯坦的理论,引力波通过地球和毫秒脉冲星之间时,将被先后挤压和伸展,距离会相差10米,尽管这个差异似乎微不足道。

这将改变脉冲星的信号到达地球的时间,虽然极其微小。

科学家们对这种星体研究了11年,照理说应该能够发现引力波,但结果一无所获。

“我们什么也没有发现。”Shannon博士说到。

“宇宙似乎非常安静,至少对于引力为说。”

2014年3月,一组科学家声称通过BICEP2望远镜在南极附近发现引力波,但后来结果被证明是错误的。
相关蛋文: 《人类首次探测到引力波,或能支持大爆炸理论》

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在科学家的脑海中,宇宙是由时空结构组成的,这就是爱因斯坦1916年发表的广义相对论。宇宙中的物体被弯曲(如图),物体越大弯曲也就越明显,引力波就被认为是这种结构中的“涟漪”。

当然这并不意味着爱因斯坦的引力波理论是错误的,相反的科学家认为是因为黑洞合并得太快了。

合并时间极其短暂,所以产生的引力波也就极其微弱。

“也许在黑洞周围有气体并产生摩擦,带走了能量,所以黑洞合并起来更加迅速,”团队成员Paul Lasky博士说到,他是莫纳什大学的博士后研究员。

无论如何,天文学家们肯定还需要做进一步探索研究。

“也许需要更高的频率。”剑桥大学的Lindley Lentati博士说到。

未来天文学家们会使用更高精度的平方公里射电阵进行搜索。
平方公里射电阵(Square Kilometre Array,缩写为SKA)是一个巨型射电望远镜阵列,由数千个较小的碟形天线构成,将负责解答一系列科学疑问,其中包括行星如何形成,引力波如何拉伸宇宙的结构以及首批形成的星系如何演化。

最近激光干涉仪引力波天文台也加入到寻找引力波的行列之中,据说在三个月内探测到引力波的可能性高达三分之一。

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引力波之所以重要,是因为它是由大爆炸产生的。2014年有团队表示发现了引力波,或者说至少有迹象表明引力波的确存在(如图),但其结果后来被证明是错误的。

本文译自 Dailymail,由译者 人一 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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