寂静宇宙中产生的涟漪,为认识宇宙提供了新的研究方向

最近,《环球科学》杂志社评选出了2016年全球范围内的十大科学新闻。其中“引力波的探测成功”赫然名列榜首。

的确,引力波的发现使得爱因斯坦在1916年广义相对论中陈述的预言得到验证,引领天文学进入引力波时代,这是人类历史上一门新的学科的诞生。

在物理学中,引力波指时空弯曲中的涟漪,通过波的形式从辐射源向外传播,这种波以引力辐射的形式传输能量。或许大家都想到了著名导演诺兰的电影《星际穿越》,电影围绕“寻找人类新的家园”这一主题展开,其改变主人公命运的关键科学主题即:引力可以传递信息。所以电影中库珀在不同的空间利用引力波动手表指针,从而使女儿墨菲破解摩尔斯电码。将人类从三维空间引入五维空间生活,人类得以生存。

关于引力波的探测早在20世纪就已经开始。由于引力波信号非常弱,所以探测难度极大。2016年2月11日,LIGO科学合作组织和Virgo合作团队宣布他们已经用高级LIGO探测器,首次探测到了来自双黑洞合并的引力波信号。而继第一个之后,第二个引力波信号也已经被探测到。

引力波的观测意义,不仅在于“广义相对论”中最后一个未被实验验证的预言得到验证,更在于此前在人类耳朵里的寂静的宇宙,现在有了些许回声,它为我们认识我们生存的宇宙提供了新的研究方向。比如,由于引力波与物质的相互作用非常弱,所以据此可以推测宇宙诞生初期形成的辐射至今在无衰减的传播,我们可以借此“直接观测”据我们如此之远的宇宙大爆炸。再者,如果我们能够探测到两个宇宙碰撞而引发的引力波之时,或许就可证明我们存在在一个多元宇宙之中,那么人类的移居梦想或许会有新的思路。引力波具有很强的穿透力,那么我们可否利用引力波来发现更高维度的空间,这是一个值得让人研究的问题。

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