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比光更古老的資訊載體,早期宇宙引力波,藏着創世的秘密

作者:資深科普君

導語

人類的眼睛隻能看到可見光,但利用裝置可以檢測到宇宙背景噪音,或者常說的“微波背景輻射”。

其實這也是遠古時期宇宙大爆炸後遺留下來的痕迹,而比這更古老更神秘的資訊載體就是我們今天要說的“引力波”,這種波是來自于大品質天體在運動和碰撞時對周圍時空結構産生的擾動。

在1974年時,赢得諾貝爾實體學獎的霍金和漢斯-鮑爾在研究和猜測後提出存在引力波,時至今日才真正被人們發現。

那麼這種“資訊”又蘊藏着怎樣“創世”的秘密呢?

一、比光更古老的資訊載體。

2002年11月,美國NASA宣布微波背景輻射測量實驗的結果,對早期宇宙的微波背景輻射測量也為人類進一步了解宇宙大爆炸的一次重要突破。

那麼這股輻射又是什麼?

1955年,1965年以及1989年三次編号的測量,都是為了更好的研究宇宙的輻射,能夠揭開更早期宇宙生命的面紗。

1955年,美國普林斯頓大學實體學教授Robert H 埃達爾(珀爾·馬特爾厄帕特爾)發現了背景輻射的微波工作。

通過發熱的塵埃粒子,他發現圍繞太陽運作的塵埃雲等物體都是發出微波,進而驗證了背景輻射的微波工作。

1965年,由勃蘭登和彭齊亞斯兩位天體實體學家在工作中首次發現微波背景輻射,而這兩位實體學家也是以一舉拿下諾貝爾實體學獎。

1958年,美國天文學家艾倫·約翰·特奈德在該領域進行了一些研究後,被暗示着宇宙微波背景輻射的概念。

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1989年,美國科學家喬治·斯穆特、約翰·考夫曼以及史蒂夫·斯爾夫曼等三位科學家聯合獲得了諾貝爾實體學獎。

這是由于他們利用NASA的“庫珀廣義相對論衛星”(COBE)來研究次小角度探測器上的資料,便開始對其測量的微波背景輻射進行認真的研究。

通過他們的研究進一步驗證了宇宙大爆炸的大爆發,探測的微波背景輻射就是宇宙中早期大爆炸所剩下的痕迹。

随後在2013年,歐洲空間局又利用“普朗克”衛星對微波背景輻射的精确測量。

這次的測量帶領我們重新回到宇宙大爆炸發生的刹那,甚至是在宇宙大爆炸發生之前,這些微波背景輻射到底藏着什麼秘密?

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微波背景輻射是指宇宙中存在的微波輻射,這種輻射源自于遠離地球,甚至比銀河系還要遙遠的地方。

那些像距離我們地球九萬光年外的人馬座所在的位置,那都是微波背景輻射的來源,它代表了宇宙背景溫度。

在大爆炸幾百萬年後,溫度慢慢的升高,當溫度高到3000攝氏度時,電子和原子也開始開始結合洛。

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這種電離世界變得電氣化,太陽能産生的光被電子和原子進行創造,這樣宇宙的狀況變得逐漸變的透明。

在這種結合洛的物質中,光子開始在宇宙中進行自由的傳播,甚至一直傳播到今天,這些光子也成為宇宙中微波背景輻射的一部分。

二、早期宇宙引力波的存在。

引力波被認為是比這更古老的宇宙“資訊”的載體,它的産生是由于大品質的天體在運動和碰撞的時候所帶來的巨大的引力波,而這種波同樣會對周圍的時空結構産生巨大的擾動。

引力波産生的過程可以類比于波紋的産生,當我們将一塊沉的石頭扔到水中時,便會産生波紋,這些波紋以石頭為中心,向着四周不斷擴散。

當這些波浪到達岸邊的時候,我們就能看到水上的波動效果,這種波動效果形成波。

就像此時此刻你我都在地球上,地球發生了一次大地震,于是這個動靜便将這件事傳播到了宇宙空間——這個實體過程就是引力波。

引力波一旦産生,就會以光速的速度向着四周不斷擴散,這種波狀的空間就是波源所傳播産生的擾動,在不同的區域進行傳播時速度都是相等的。

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在1916年霍金發現了引力波的存在,并且開出數學公式來證明存在引力波,但當時沒有人相信這種輻射的存在。

直到1974年,霍金和漢斯-鮑爾在研究和推測基礎上,首次提出存在引力波。

2009年,引力波被證明存在,并且被探測到,2016年,LIGO探測器發現并且終于契合當初的理論,拿到了諾貝爾實體學獎。

與光粒子不同的時,引力波粒子可以進入有色的物體,是以不論是在哪種情況下,引力波都會以不同的方式傳播,是以這種波會有許多不同的“頻率”,就像早期的電台一樣,不同的頻率會有不同的效果。

LIGO探測器所探測到的是由黑洞相撞所産生的引力波信号,但無法接收低頻引力波信号,而低頻引力波的頻率會非常的低,甚至要達到數百萬年一次的情況。

是以目前人類無法接收到這種引力波的信号,但是這種波卻有着重要作用,甚至可以幫助人類尋找外星文明。

那麼這種波的重要性又在哪?

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三、引力波的重要意義。

引力波是宇宙中最全新的探索性工具,就好像人們的眼睛隻能看到“可見光”一樣,我們的耳朵同樣隻能聽到“聲波”,而這種波正是人類對宇宙進行探索的新突破。

在2015年,在人類曆史上首次探測到黑洞相撞時所産生的引力波,是由美國LIGO探測器發現的。

這次重大的突破也為人類進一步探索不可見的宇宙奠定了基礎。

引力波的重大突破同樣也蘊含着巨大的能量,這股能量在數十年前已經被科學家所描摸,但是由于無法驗證,是以一直懸念萬分,糾結很久。

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直到2015年千辛萬苦的定位完成了黑洞的位置,計算機又回報出來很多資訊,最終獲得信号的時候,已經不知道定位了多少次,最終确認了信号的來源,也為人類在探索引力波的方面打下重要的一筆。

在2017年6月1日,歐洲重力波探測器同樣也探測到雙特殊黑洞的碰撞,并且将這股波的資訊傳遞到了地球上。

科學家利用資料對其進行化驗,最終将這次的碰撞進行了驗證,并且得出這是第三次對引力波的探測,為人類探索更多“不可見”元素打下了重要的一筆。

引力波的探測過程同樣也是一部浩瀚宇宙的奧秘大全,這種波在地球上能夠擴散到十分遙遠的地方,即使在很遠的地方,它也能“輕易的”穿過“大衣”進行傳遞。

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是以在探索和對引力波的研究中,大家同樣也提出了在未來或者是在計算機或者是彙聚到一定數量的時候,用引力波和外星生物進行交流,這或許同樣是人類探索宇宙的一條道路,能夠幫助我們尋找更多的外星生物。

這種設想同樣也為人類所感慨,如果能用引力波和外星生物進行交流,那麼人類的探索定能提升一大步,甚至可以說能夠探索到全新的世界。

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在今天,所有的理論都成為了科學的一部分,引力波也能夠被利用為人類的探索帶來新突破,對外星生命的掌控力提升,甚至能夠找到大量的外星寶藏。

引力波的探測技術的發展,或許就是催生新的科技突破,它的出現或許就像當初愛迪生發明了電燈泡一樣,一石激起千層浪。

在LIGO探測器發現引力波後,科學家們也想到了引力波通訊術,這種技術就是采用引力波和外星文明進行交流的技術,這種技術同樣也将為人類在宇宙中的探索和通訊開辟新的可能性。

随着引力波探測技術的逐漸成熟,人類對引力波的研究将會向着新的裡程碑邁進。

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在引力波的研究中,科學家們對宇宙、時空等基本規律會有更深層次的了解,這種了解将會對實體學和天文學領域起着推動的作用,也将極大的拓展人類對宇宙的認知邊界。

随着時間的不斷推移,人類也将會通過引力波的研究和應用探索到更多未知的宇宙奧秘。

結語

在探索引力波的時候,也應注意其對環境的影響,不僅如此它對地球的影響同樣也是潛在的,是以在探索的過程中一定要有所控制,不能因為一時的成果就忽略其對人類和地球的影響。

引力波的探索不僅需要科學家們持續的努力,同樣也需要全球的合作,隻有這樣才能為引力波技術與應用的進一步發展和普及帶來更大的作用。