03.05 時空漣漪或可解開宇宙存在之謎

時空結構中的漣漪可以揭示宇宙存在之謎。

一項新的研究也許有助於解開宇宙最大的謎題之一。

時空漣漪或可解開宇宙存在之謎

(大爆炸帶來的)膨脹將原本微小的宇宙擴張到肉眼可見的宏觀尺度,並將宇宙的能量轉化為物質。但這很可能創造了等量的物質和反物質。目前尚不清楚作者們為何探求這樣一個理論,這個理論認為膨脹後的相變產生了比反物質多一點點的物質,並且同時也產生了宇宙弦,而這種弦將會產生被認為是引力波的細微的時空漣漪。

時空漣漪或可解開宇宙存在之謎

宇宙大爆炸發生在數10億年前,不久之後,宇宙的膨脹拉伸著最初的微核,不斷地將能量轉化成物質。物理學家們認為,初期宇宙的膨脹創造了等量的物質與反物質,而這兩者之間之間相互接觸就會發生湮滅。但是後來發生了一些事情,讓宇宙的天平朝著物質更多的方向傾斜,最終形成了我們今天所能看到和摸到的一切。一項新的研究表明,這一切的解釋都隱藏在時空非常細微的波動之中。

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“如果你只是從等量的物質與反物質開始,最後你將什麼也得不到”,因為物質與反物質是等量的,但是有相反的電量,加州大學伯克利分校博士後研究員、勞倫斯伯克利國家實驗室物理研究員,主要研究者Jeff Dror說,“一切都將湮滅。”

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很顯然,以目前的情況看來,並不是所有的物質都湮滅了,但是研究人員還不確定其原因。答案也許和一種非常奇怪的基本粒子——中微子有關。中微子不帶電,因此可以表現出既像物質,也像反物質一樣的行為。

一種觀點認為,在宇宙大爆炸的百萬年之後,宇宙冷卻了下來,並且經歷了相變。這種相變,是一種相似於水沸騰從液態變成氣態的過程。這種相變促進了中微子的衰減,“微乎其微”地創造了比反物質更多的物質。但是,“幾乎沒有任何方式來通過探測來證實這個理論,並且理解這種情況是否真實地在早期宇宙中出現”,Dror說。

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然而Dror和他的團隊,通過理論模型和計算,指出了一種我們可能看到這種相變的方式。他們提出,這種改變也許已經創造出了非常長又細的一種被稱為“宇宙弦”的能量繩,這種弦依然遍及當前的宇宙。

他們意識到,這種宇宙弦很可能創造一種被稱為“引力波”的非常輕微的時空波動。通過探測這些引力波,我們能夠驗證這個理論是否正確。

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根據NASA的觀點,當發生超新星、恆星爆發時,一個大的雙星系統相互繞行,或者兩個大的黑洞合併時,我們的宇宙中就會出現這種最強烈的引力波。但是他們提出的這種由宇宙弦引起的引力波,遠遠比我們迄今為止所觀測到的引力波更加微弱。

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然而,當研究小組模擬在不同溫度條件下可能發生的相變時,他們有了一個令人振奮的發現:在任何情況下,宇宙弦都會產生引力波,這些引力波將能夠被未來的天文臺探測到,比如歐洲航天局(European Space Agency)的激光干涉儀空間天線(LISA),計劃中的宇宙大爆炸觀測員和日本宇航航空研究開發機構的分赫茲干涉引力波天文臺(DECIGO)。

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沒有參加該項研究的亞利桑那州立大學的理論物理學家Tanmay Vachaspati告訴美國生命科學網Live Science,“如果這些弦以足夠高的能量尺度產生,它們的確會產生引力波,並且可以被計劃中的天文臺探測到。”

編者按:此事件旨在糾正LISA的主管組織是由歐洲航天局負責運營,而不是NASA,後者是該項目的合作伙伴。

時空漣漪或可解開宇宙存在之謎

相關知識:

宇宙(拉丁文:universus)是所有的空間和時間和它們所包含的物質,包括行星、恆星、星系和所有其他形式的物質和能量。雖然整個宇宙的空間大小是未知的,但測量可觀測宇宙的大小是可能的,目前估計其直徑為930億光年。在各種多元宇宙假說中,宇宙是一個更大的多元宇宙的組成部分之一,它本身包括所有的空間、時間和它所包含的物質;因此,“宇宙”和“多元宇宙”在這些理論中是同義的。

時空漣漪或可解開宇宙存在之謎

最早的宇宙模型是由古希臘和印度的哲學家提出的,該模型以地球為中心。幾個世紀以來,更為精確的天文觀測技術使得尼古拉斯·哥白尼提出了太陽位於太陽系中心的日心模型。艾薩克·牛頓在哥白尼的研究工作以及約翰尼斯·開普勒的行星運動定律和第谷·布拉赫的觀測結果的基之上礎,發展了萬有引力定律。


1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

translate:禮記的禮,藍色蒼狼

author:Yasemin Saplakoglu

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