引力波已被观察到了,科学家现在开始思考使用方法

2018-10-31 12:35:51  Universe Today

引力波已被观察到了,科学家现在开始思考使用方法

2018-10-31 12:35:51
来源:Universe Today
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  看看天上的恒星或星系,它们有多远?它比旁边的恒星或星系更近还是更远?如果一个比另一个亮或暗又如何?

  这是一个相当绝望的情况,除非宇宙中散布着标准,也就是具有已知性质的物体。想像一下100瓦的灯泡或1公尺长的木棍散布在宇宙中,如果我们能看到那些灯泡或木棍,我们就能比较它们在地球上以及它在远处的样子。如果我们在宇宙中看到一个灯泡,并且也知道它与一个100瓦灯泡相同的情形下,那么我们可以做一些三角测量来计算与灯泡的距离。对于木棍也是一样的,如果我们看到一根木棍漂浮在远处,并且也已经知道它是1公尺长,我们可以在视野中比较它的长度并计算出到它的距离。当然,灯泡和木棍在宇宙中绝对是糟糕的探测器,因为它们又暗又小。对于这种工作,我们需要更加明亮、更大、更一般性的东西。在宇宙中,这种标准的数量少之又少,1 a型超新星,重子声学振荡(一种早期宇宙星系分布的残余物)都可以充当「标准烛光」。

引力波已被观察到了,科学家现在开始思考使用方法

  现在测量宇宙膨胀率是非常重要的—因为膨胀率与宇宙的内容物有关,测量今天的膨胀率告诉我们谁是宇宙的主要参与者以及他们的相对重要性。我们可以测量今天的膨胀率,也被称为哈伯常数,有很多方法,比如「标准烛光」,然而对于早期宇宙的测量以及超新星之类的测量数值,并不完全一致,也许我们使用的方法错了呢?又或是这是另一个公式下必然的结果?无论真相为何,宇宙学家把这种情况看成是一种挑战,如今引力波的存在提供了我们完全不同的路径,比起看到,我们比较像是听到(虽然不是声音,但也只能如此比喻)。

  中子星碰撞(图注:艺术家所绘两颗中子星合并的景象,窄光束波代表着伽玛射线爆,旁边的涟漪代表着引力波)

  两颗中子星碰撞携带着宇宙间丰富的信息传达到我们的面前,也可以知道它们在相撞时发出的「声音」有多大,再与地球上发出的「声音」做比较,如此一来就能知道距离了。这项技术已经产生了一个测量哈伯常数的方法,而且这绝对不会是最后一次「听」到中子星的尖叫声,在未来的日子里,我们期待能再抓到几十个数据,以确定此理论的可行性,也将是距离测量的里程杯,但此时也有另一个问题衍生,究竟这样的方法,会加深及确认我们的认知,抑或是只会加深宇宙的迷团?就让我们继续看下去。

责任编辑:微科普

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