奇闻异事宇宙探索

爱因斯坦著名的时空“引力波”预言何时能验证?

2017-09-09  点击:次  故事屋

韦伯的探测器现在是博物馆中的展品。一个被陈列在美国盛顿特区的史密松学会,另一个则矗立在LIGO汉福德主楼入口的大堂里。这两个加工精美的铝制巨型圆柱体曾用钢丝分别悬挂在相距约1000千米的马里兰大学校园和位于伊利诺伊州芝加哥附近的阿贡国家实验室里。1969年,韦伯报告称,这两个圆柱体先后以81天的周期发生了17次振荡。由于地震、声波或电磁波触发这一突然共振的可能性很低,于是他在发表于《物理学评论快报》的论文中写道:“这是引力辐射已经被发现的绝佳证据。”

他之所以如此乐观,是有着充足的理由的。根据广义相对论的训诫,引力波应该无处不在。从大质量恒星坍缩爆炸成超新星,到中子星和黑洞间逐渐靠近和并合,再到大爆炸之后不久时空的剧烈涨落,宇宙中的许多爆发性事件都应该会产生以光速传播的引力波。

然而,今天的共识是,韦伯并没有探测到引力波。若真如他所说,为了使得这两个圆柱体发生振荡,在我们周围的宇宙中必须充满极强的引力波源,但现实似乎并非如此。

直到今天,唯一被广为接受的引力波存在证据仍是间接的。1974年,天体物理学家约瑟夫·泰勒(Joseph Taylor)和拉塞尔·赫尔斯(Russell Hulse)发现了一个距离我们21000光年的双星系统。其中至少有一个天体是高速自转的中子星——脉冲星。对该系统的观测表明,它们彼此绕转着相互靠近的速度,与理论预言系统辐射引力波损失轨道能量的情形相符。

虽然2014年3月,我们又迎来了引力波的另一个间接证据——南极BICEP2实验的天文学家宣布在大爆炸的余辉微波背景辐射中发现了原初引力波留下的印迹(参见《我们看到了宇宙诞生的最初瞬间》)——但30多年来,我们依然止步不前。

LIGO探测器

对于还没有直接探测到引力波,桑德伯格给出了一个解释。他说:“时空真的真的很坚硬。”比钻石还要硬上十万亿亿倍,所以即使是极为剧烈的宇宙事件,也只能在其中产生弱得可怜的引力波。由两颗质量分别为1.4倍太阳质量的中子星,在它们的死亡探戈中所发出的引力波——被引力波天文学家用作标杆——会拉伸或挤压我们到比邻星之间4.3光年的距离,但其幅度还不到人头发丝粗细的一半。

上一页1234下一页

相关文章阅读

栏目导航
儿童故事 历史故事 传说故事 心灵鸡汤 奇闻异事 成语故事 名人故事 鬼故事 神话故事 返回首页