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引力波可能在宇宙中留下持久的印跡

文章作者:管理一號 | 2019-06-10
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引力波或許在世界中留下耐久的印跡引力波或許在世界中留下耐久的印跡

北京時刻6月10日音訊,據國外媒體報道,世界或許會在引力波事情曩昔好久之后還“記住”它們,引力波是非常弱小的時空漣漪,人類直到最近幾年才勘探到它們,在引力波經過之后,它們或許會留下一個略微改動了的區域,換句話說,會留下某種關于它們經過的“回憶”。

這些改動被研討人員稱為“耐久的引力波可觀丈量”(persistent gravitational wave observables),它們比引力波自身愈加弱小,但發作的影響能繼續更長時刻。物體或許會因為引力波而略微移動到不同的方位,粒子在空間中漂移的方位也或許會改動,乃至時刻自身也或許會略微不同步,在地球上不同的當地以不同的速度時刻短運轉。

這些改動是如此細小,以至于科學家簡直無法勘探到它們。研討人員在論文中寫道,調查這些效應最簡略的辦法或許是讓兩個人“攜帶著小型引力波勘探器”——這當然是個打趣,因為勘探器都非常大。不過,研討人員能夠經過另一些辦法來檢測這些“世界回憶”。最顯著的一個辦法是:尋覓現有引力波勘探器反射鏡的位移。

現在,科學家能夠經過制作能夠遠間隔發射安穩激光束的勘探器來搜索引力波。當光束細微搖擺時,就代表引力波經過的信號。經過研討這種搖擺,物理學家就能夠丈量引力波。第一次這樣的勘探是在2015年,從那時起,這項技能不斷改進,現在的勘探器能夠一周就勘探到一次引力波事情。

這些引力波來自大規模的世界事情,比方黑洞和中子星在悠遠的太空深處磕碰、兼并。但是,當這些時空漣漪抵達地球時,現已變得非常弱小,簡直勘探不到。它們的長時刻影響就愈加難以發覺了。

但是,對勘探器上反射鏡的改動的丈量非常準確,跟著時刻的推移,引力波引起的反射鏡位移或許會變得非常明顯,足以使研討人員發現它們。研討人員提出了一個數學模型,用來猜測每個引力波經過期反射鏡的位移。

檢測這些長時刻影響的其他或許辦法還包含原子鐘和自旋粒子。把兩個原子鐘分隔必定的間隔放置,它們所閱歷的引力波就會有所不同,包含其時刻脹大效應。因為其間一個原子鐘的時刻會比另一個時鐘更慢,在引力波經過期,兩者讀數之間的細微差別就或許提醒部分世界對引力波的“回憶”。

最終一個辦法是調查細小的自旋粒子,在引力波經過前后,這個粒子的行為或許會發作改動。咱們能夠把它懸浮在試驗室的一個小空間里,丈量它的自旋速度和方向;然后在引力波通往后再丈量一次。粒子行為的差異將提醒世界對引力波的另一種“回憶”。

雖然僅僅一篇理論性的論文,但研討人員至少供給了一個風趣的新視角,啟示其他的科學家經過試驗來研討引力波。

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