無形的引力波,小小水晶,能一窺真容嗎
探測器的飛速發(fā)展會帶來物理的發(fā)展,引力波是時空中巨大的漣漪結(jié)構(gòu)。一個小的引力波探測器探測到兩個有趣的信號展現(xiàn)了各種各樣奇異的現(xiàn)象——從新物理學(xué)到暗物質(zhì)和黑洞的相互影響再到宇宙開始時的震動。但是,因為這個實驗很新穎,研究者們宣布成果都很謹慎。

一個小的引力波探測器探測到兩個有趣的信號展現(xiàn)了各種各樣奇異的現(xiàn)象——從新物理學(xué)到暗物質(zhì)和黑洞的相互影響再到宇宙開始時的震動。但是,因為這個實驗很新穎,研究者們宣布成果都很謹慎。
相關(guān)的:我們知道8個事實表明黑洞真實存在,很久以前建立了很多宏偉的天文臺,但科學(xué)家們懷疑引力波這樣巨大結(jié)構(gòu)的存在性,因為他們了解到黑洞和中子星有時會撞在一起,邁克爾·托巴,一位西澳大利亞普利茅斯大學(xué)的物理學(xué)家告訴生命科學(xué)網(wǎng)。

但是沒有任何好的方法去了解波長只有幾英尺到幾英里的引力波。他補充道。然而,“大學(xué)里總有意想不到的的事情發(fā)生“托巴說。
近些年針對小的引力波的探測器正在加快建設(shè),托巴所在的大學(xué)也建了一個。它由一個直徑1英寸的石英水晶磁盤組成(3厘米)和一個能夠在任何時候記錄下特定頻率電信號的共振室組成。
一個用于探測相對較小引力波的石英探測器

這個圖片展示了引力波探測器的核心小水晶,一個沒有任何電極連接諧振器
托巴把這個比作設(shè)置鬧鈴或鑼發(fā)出的特定的音高。“如果探測到引力波,他會發(fā)出聲音?!彼f。水晶的震動會被電子傳感器探測到,電子傳感器再把震動轉(zhuǎn)化為電磁信號,研究者們把探測器放在能夠屏蔽多種射線的防護罩中,防止地球電磁場的干擾,把他們放在低溫的儀器中便于把熱振動的影響降到最低。

在153天的實驗中,水晶震動了兩次,每次一到兩分鐘。團隊的發(fā)現(xiàn)刊登在8月12日的物理快報上,科學(xué)家們正在嘗試找出造成這些結(jié)果的原因。帶電粒子,來自太空中的宇宙射線是一個可能的解釋,托巴說。以前不知道水晶中的熱量會波動,應(yīng)該用超低的溫度去降低他的影響。這次會不會是另一個原因,他接著說。
但也有許多新奇的預(yù)測,例如一種被認為軸子的暗物質(zhì)圍繞著黑洞旋轉(zhuǎn)并發(fā)出引力波,研究者們在報告中寫道。許多假說建立在未知的物理領(lǐng)域,超出了所有描述亞原子和引力的模型。
相關(guān)概念
第一個難以解釋的是“三角奇點“,即粒子在碰撞中會交換身份,著名的愛因斯坦方程第一次說明了光可以創(chuàng)造物質(zhì)。
在大爆炸中暗物質(zhì)形成了“費米球“嗎?
在大爆炸后不久,宇宙學(xué)家認為宇宙經(jīng)歷了一段膨脹時期,在那段時期里他以指數(shù)膨脹,弗蘭賽斯克·默亞是一位英國劍橋大學(xué)的宇宙物理學(xué)家,在工作閑暇時告訴生命科學(xué)網(wǎng)。

在那個時代結(jié)束時,宇宙可能經(jīng)歷過相位轉(zhuǎn)變,就像當(dāng)水燒開時由液體變?yōu)闅怏w一樣,他說。如果當(dāng)時發(fā)生過相位變化,那可能有巨大的能量儲存在時空結(jié)構(gòu)中。
他認為現(xiàn)在還沒有足夠的證據(jù)說明水晶反應(yīng)的原因是什么,但是他對這次實驗很感興趣并且類似的實驗正在籌備中。
托巴認同的說“如果那是引力波的話真的很好,但誰知道呢“他說,既然研究者們已經(jīng)獲得了一些探測結(jié)果,他們應(yīng)該多建一些類似的傳感器,他補充說,如果幾個設(shè)備在同一的時間發(fā)出相同的信號,他可能暗示著宇宙中發(fā)生了一些事并且?guī)椭懦恍┫袼?nèi)部熱波動的干擾。

相關(guān)知識
引力波天文學(xué)(英語:Gravitational-wave astronomy)是觀測天文學(xué)20世紀中葉以來逐漸興起的一個新興分支,其發(fā)展基礎(chǔ)是廣義相對論中引力的輻射理論在各類相對論性天體系統(tǒng)研究中的應(yīng)用。傳統(tǒng)天文學(xué)主要是使用電磁波來觀測各種天體系統(tǒng),而引力波天文學(xué)則是通過引力波來觀測發(fā)出引力輻射的天體系統(tǒng)。由于萬有引力相互作用和電磁相互作用相比強度十分微弱,引力波的直接觀測需要利用到當(dāng)今最高端科技。[1]:第1.2.1節(jié)
BY: Adam Mann
FY: 葉十七
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