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11年后,物理学家必须重新思考引力波
(英语).在帕克斯射电望远镜上工作的科学家们宣布,在寻找引力波证据11年后,他们的搜寻一无所获. 这对物理学来说是一个问题,根据这个问题,如果一般相对论不需修正,而且仍然可靠,引力波就必须存在. 解决不一致问题可能需要重新思考黑洞的物理问题,或出现更严重的物理理论. 科学家的工作成果发表在"科学"杂志上.
阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)在写了一般相对论之后不久就预言了引力波的存在,这一预测成为了理论中最重要的预测之一. 原则上,如果引力像爱因斯坦所认为的那样起作用,大体的运动应该在时空产生波纹. 人们常常要求我们把引力井当作是把保龄球摔到二维橡胶板上引起的凹陷,我们可以想象,如果球沿着板子移动,凹陷会随它们一起移动.
“波”的出现是因为引力不是瞬时作用,而是以光速作用;记得关于太阳突然消失的旧思想实验? 地球将在轨道上停留几分钟——足够长的时间,使引力不断减弱的波能够从震中到地球的距离。 不太严重的重力变化(例如如果一颗恒星只是移动而不是消失)会引发不太严重的重力波.
帕克斯望远镜科学家试图通过观察已知脉冲星的常规信号的到达时间来探测这些波. 超级计算机的设置 — — 寻找这些脉冲到达时间纳秒内的任何差异规律 — — 理论上会揭示出时空地形中的任何强烈扰动。 如果这种模式随着时间推移而改变, 恭喜,你发现了一个可以追踪的引力波。 科学家们特别观察到黑洞的相互作用,因为两个如此密集的天体的碰撞本应该会产生重力波,利用现代设备可以观测到.
除了想要测试相对论外,物理学家还希望探测引力波,因为它们是宇宙独特的信息来源. 如果两个大星系碰撞,应当位于每个星系中心的超大质量黑洞会在某个时候碰撞. 从光采集的角度来看,这一事件将完全隐蔽,被周围恒星的光线所隐藏——但从重力的角度来说并非如此. 如果物理学家可以在宇宙中观测到引力波,或者说它们的波纹,作为对大质量运动的反应,他们可以假设地看超越屏障,观察黑洞的直接碰撞.
现在怎么办? 有几种选择。 没有黑洞吗? 不会吧 难道他们不象人们预言的那样吗? 可能,但也不太可能。 更可能的是,这些碰撞没有如先前所预测的那样发生。 科学家疑似碰撞可能发生得更快,产生大重力波的时间较短. 对黑洞的传统理解表明,它们的碰撞应该是一个相当长的舞蹈——但现在看来情况并非如此。
此前,一些科学家声称探测到了引力波,但他们的主张并没有通过科学界的审视. 物理学家并不放弃引力波存在的想法,而是考虑如何确定探测它们.
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资料来源:hi-news.ru。
