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1、.宇宙大爆炸震蕩:超級(jí)引力波現(xiàn)神秘屬性宇宙大爆炸產(chǎn)生的超級(jí)引力波正回蕩在宇宙空間中據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,天文學(xué)家研究宇宙大爆炸產(chǎn)生的引力波時(shí)認(rèn)為:在現(xiàn)實(shí)宇宙中,一個(gè)超大質(zhì)量的天體并不會(huì)產(chǎn)生引力波,然而,一個(gè)互相運(yùn)動(dòng)的雙星系統(tǒng)那么就會(huì)產(chǎn)生引力能量的動(dòng)態(tài)變化,這種變化就可能在地球上就能探測(cè)的到。引力波的一些屬性和光類(lèi)似,比方在真空中都是以光速進(jìn)展傳播,還有確定的頻率和振幅。而其與光不同的地方是,引力波并不會(huì)發(fā)生散射現(xiàn)象或者被物質(zhì)所吸收。正是由于這個(gè)不同的屬性,科學(xué)家們推測(cè)宇宙中最原始的引力波產(chǎn)生于宇宙大爆炸,這個(gè)原始的引力波仍然在宇宙空間中“回蕩,有待于進(jìn)一步的監(jiān)測(cè)和分析。目前,天文學(xué)家已經(jīng)間接地探測(cè)到
2、引力波的存在。主要是通過(guò)觀測(cè)一個(gè)由脈沖星構(gòu)成的雙星系統(tǒng),其編號(hào)為PSR1913+16。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這顆脈沖星的軌道出現(xiàn)衰減,每互相旋轉(zhuǎn)一圈衰減到達(dá)3毫米,而這種軌道的衰減,就是一種能量的損失,天文學(xué)家推測(cè)其能量的損失是由于引力波將雙星系統(tǒng)中的能量給耗散出去了。而直接探測(cè)到引力波,基于目前的技術(shù)程度還是有些困難的,引力波抵達(dá)地球時(shí)已經(jīng)是極為微弱了,所以需要靈敏度非常高的監(jiān)測(cè)設(shè)別。目前,天文學(xué)家已經(jīng)在美國(guó)路易斯安娜州和華盛頓州架設(shè)了引力波探測(cè)的干預(yù)儀LIGO,其是目前世界上靈敏度最高的也是最大的引力波監(jiān)測(cè)站,理論上可以探測(cè)來(lái)自宇宙深處的引力波信號(hào),但是這種信號(hào)非常的微弱,而且還夾雜著地球上的干擾,因
3、此這個(gè)最大引力波天線還需要進(jìn)一步晉級(jí)。來(lái)自遙遠(yuǎn)宇宙深處的引力波會(huì)在宇宙空間中進(jìn)展“能量傳遞。舉個(gè)例子:當(dāng)引力波接近地球,然后“撞擊地球,這個(gè)情景就像一個(gè)孤島聽(tīng)?wèi){海浪的拍打一樣,地球就像宇宙中的孤島,在引力波的沖擊下“搖擺。而科學(xué)家就是要監(jiān)測(cè)這樣搖擺所造成的幾何形狀的微小的變化。由于引力波類(lèi)似波浪沖擊的作用,可以使宇宙空間中的時(shí)空產(chǎn)生拉伸和收縮,這也是其能量傳遞的機(jī)制。與此同時(shí),天文學(xué)家也認(rèn)為引力波與宇宙間物質(zhì)的互相作用的影響不大,且在真空中以光速進(jìn)展傳播。但是,引力波隨著傳播的間隔 的增大會(huì)出現(xiàn)能量損失,會(huì)出現(xiàn)衰減。這就類(lèi)似水波的原理,當(dāng)我們?cè)诔靥林型度胍粔K石頭,蕩起的水波隨著擴(kuò)散面積的擴(kuò)大出
4、現(xiàn)衰減。引力波另一個(gè)特性是其隨著傳播間隔 的擴(kuò)大,也可能出現(xiàn)頻率上的下降,也就是其波長(zhǎng)變長(zhǎng)。這是由于宇宙空間的加速膨脹,在一定程度上作用著引力波的行為,進(jìn)而使引力波出現(xiàn)屬性上的變化,而這其中的機(jī)制還是個(gè)未解之謎。鑒于引力波的種種特殊的性質(zhì),目前科學(xué)家還不能一一進(jìn)展解讀,而對(duì)來(lái)自宇宙深處并經(jīng)過(guò)地球的引力波,科學(xué)家試圖進(jìn)展更加準(zhǔn)確的探測(cè),這就需要極其靈敏的探測(cè)儀,而且還必須將引力波從宇宙背景等噪聲中別離出來(lái),這對(duì)檢測(cè)和測(cè)量等詳細(xì)工作來(lái)說(shuō)是一個(gè)宏大的挑戰(zhàn)。對(duì)于引力波探測(cè)LIGO干預(yù)儀而言,來(lái)自地球的背景噪聲同樣是個(gè)棘手的問(wèn)題,比方地震噪聲、儀器噪聲溫度變化影響探測(cè)設(shè)備的校準(zhǔn)和量子程度的噪聲,而量子程
5、度的噪聲又稱(chēng)為約翰遜奈奎斯特噪聲,即熱噪聲,其原因來(lái)自量子不確定性。目前,引力波研究和理論方面最有名望的科學(xué)家是基普索恩Kip Thorne,其通過(guò)使用量子非破壞性測(cè)量的方法解決了引力波中可能是最后或者是最棘手的一個(gè)作用效應(yīng),這個(gè)方法主要表達(dá)在:在進(jìn)展量子測(cè)量的時(shí)候,獲得全部的信息就會(huì)導(dǎo)致完全脫散的情況出現(xiàn),假如通過(guò)量子非破壞性測(cè)量,可以使脫散程度下降,或者說(shuō)可以測(cè)量一個(gè)東西,卻不破壞它,也就是不使其波函數(shù)坍縮。要將量子非破壞性測(cè)量應(yīng)用到測(cè)量極其微弱的引力波上,還需要進(jìn)展一些調(diào)整,因?yàn)橐Σㄊ且环N小振幅且低頻的信號(hào),極不容易探測(cè)。而正是由于引力波是超低頻的,所以其波長(zhǎng)可以非常地長(zhǎng),我們知道無(wú)線電波波長(zhǎng)一般在3米,可見(jiàn)光起于390納米,而引力波的波長(zhǎng)隨著不同的宇宙事件會(huì)對(duì)應(yīng)不同波長(zhǎng)。比方,一顆超新星爆炸產(chǎn)生的引力波一般為300公里,由黑洞構(gòu)成的雙星系統(tǒng)產(chǎn)生的引力波為30萬(wàn)公
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