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  • 时空涟漪或可解开宇宙存在之谜

    时空结构中的涟漪可以揭示宇宙存在之谜。

    一项新的研究也许有助于解开宇宙最大的谜题之一。

    时空涟漪或可解开宇宙存在之谜

    (大爆炸带来的)膨胀将原本微小的宇宙扩张到肉眼可见的宏观尺度,并将宇宙的能量转化为物质。但这很可能创造了等量的物质和反物质。目前尚不清楚作者们为何探求这样一个理论,这个理论认为膨胀后的相变产生了比反物质多一点点的物质,并且同时也产生了宇宙弦,而这种弦将会产生被认为是引力波的细微的时空涟漪。

    时空涟漪或可解开宇宙存在之谜

    宇宙大爆炸发生在数10亿年前,不久之后,宇宙的膨胀拉伸着最初的微核,不断地将能量转化成物质。物理学家们认为,初期宇宙的膨胀创造了等量的物质与反物质,而这两者之间之间相互接触就会发生湮灭。但是后来发生了一些事情,让宇宙的天平朝着物质更多的方向倾斜,最终形成了我们今天所能看到和摸到的一切。一项新的研究表明,这一切的解释都隐藏在时空非常细微的波动之中。

    时空涟漪或可解开宇宙存在之谜

    “如果你只是从等量的物质与反物质开始,最后你将什么也得不到”,因为物质与反物质是等量的,但是有相反的电量,加州大学伯克利分校博士后研究员、劳伦斯伯克利国家实验室物理研究员,主要研究者Jeff Dror说,“一切都将湮灭。”

    时空涟漪或可解开宇宙存在之谜

    很显然,以目前的情况看来,并不是所有的物质都湮灭了,但是研究人员还不确定其原因。答案也许和一种非常奇怪的基本粒子——中微子有关。中微子不带电,因此可以表现出既像物质,也像反物质一样的行为。

    一种观点认为,在宇宙大爆炸的百万年之后,宇宙冷却了下来,并且经历了相变。这种相变,是一种相似于水沸腾从液态变成气态的过程。这种相变促进了中微子的衰减,“微乎其微”地创造了比反物质更多的物质。但是,“几乎没有任何方式来通过探测来证实这个理论,并且理解这种情况是否真实地在早期宇宙中出现”,Dror说。

    时空涟漪或可解开宇宙存在之谜

    然而Dror和他的团队,通过理论模型和计算,指出了一种我们可能看到这种相变的方式。他们提出,这种改变也许已经创造出了非常长又细的一种被称为“宇宙弦”的能量绳,这种弦依然遍及当前的宇宙。

    他们意识到,这种宇宙弦很可能创造一种被称为“引力波”的非常轻微的时空波动。通过探测这些引力波,我们能够验证这个理论是否正确。

    时空涟漪或可解开宇宙存在之谜

    根据NASA的观点,当发生超新星、恒星爆发时,一个大的双星系统相互绕行,或者两个大的黑洞合并时,我们的宇宙中就会出现这种最强烈的引力波。但是他们提出的这种由宇宙弦引起的引力波,远远比我们迄今为止所观测到的引力波更加微弱。

    时空涟漪或可解开宇宙存在之谜

    然而,当研究小组模拟在不同温度条件下可能发生的相变时,他们有了一个令人振奋的发现:在任何情况下,宇宙弦都会产生引力波,这些引力波将能够被未来的天文台探测到,比如欧洲航天局(European Space Agency)的激光干涉仪空间天线(LISA),计划中的宇宙大爆炸观测员和日本宇航航空研究开发机构的分赫兹干涉引力波天文台(DECIGO)。

    时空涟漪或可解开宇宙存在之谜

    没有参加该项研究的亚利桑那州立大学的理论物理学家Tanmay Vachaspati告诉美国生命科学网Live Science,“如果这些弦以足够高的能量尺度产生,它们的确会产生引力波,并且可以被计划中的天文台探测到。”

    编者按:此事件旨在纠正LISA的主管组织是由欧洲航天局负责运营,而不是NASA,后者是该项目的合作伙伴。

    时空涟漪或可解开宇宙存在之谜

    相关知识:

    宇宙(拉丁文:universus)是所有的空间和时间和它们所包含的物质,包括行星、恒星、星系和所有其他形式的物质和能量。虽然整个宇宙的空间大小是未知的,但测量可观测宇宙的大小是可能的,目前估计其直径为930亿光年。在各种多元宇宙假说中,宇宙是一个更大的多元宇宙的组成部分之一,它本身包括所有的空间、时间和它所包含的物质;因此,“宇宙”和“多元宇宙”在这些理论中是同义的。

    时空涟漪或可解开宇宙存在之谜

    最早的宇宙模型是由古希腊和印度的哲学家提出的,该模型以地球为中心。几个世纪以来,更为精确的天文观测技术使得尼古拉斯·哥白尼提出了太阳位于太阳系中心的日心模型。艾萨克·牛顿在哥白尼的研究工作以及约翰尼斯·开普勒的行星运动定律和第谷·布拉赫的观测结果的基之上础,发展了万有引力定律。

    参考资料

    1.Wikipedia百科全书

    2.天文学名词

    translate:礼记的礼,蓝色苍狼

    author:Yasemin Saplakoglu

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