11年后,物理学家必须重新思考引力波

从事帕克斯射电望远镜工作的科学家宣布,在寻找引力波的证据11年后,他们的搜索一无所获. 这对物理学来说是一个问题,根据这个问题,如果一般相对论不作修正,并且仍然可靠,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. 科学家的工作成果已发表在"科学"杂志上.





阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)在写出"广义相对论"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,如果引力能像爱因斯坦所想的那样起作用,那么巨大的身体运动应该在时空产生波纹. 人们常常要求我们把重力井想成由保龄球倒在一双维面的橡胶上所引发的锥形低压,我们可以想象出如果球沿着平面运动,低压会随同它们一起运动.

“波”是由引力以光速而不是瞬间的速度作用引起的;记得关于太阳突然消失的旧思想实验吗? 地球将在轨道上停留几分钟——足够长的时间来进行从震中到地球相去相去不远的减重力波. 不太严重的重力变化(例如如果恒星只是移动而不是消失)会引发不太严重的重力波.

帕克斯望远镜的科学家试图通过观察已知脉冲星定期信号的到来时间来探测这些波. 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——理论上应揭示出空间时地貌中的任何强烈扰动。 如果这个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了黑洞的相互作用,因为两个如此密集的天体相撞本应会产生出能用现代设备观察到的引力波.

除了想测试相对论外,物理学家还想检测引力波,因为它们是宇宙独特的信息来源. 如果两个大星系相撞,应该位于每个星系中心的超大质量黑洞会在某个时候相撞. 从光采集的角度来看,这一事件是完全看不见的,被周围恒星的光所掩盖——而不是从重力的角度. 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,那么他们可以假设地看出屏障之外,并观察出黑洞的直接相撞.

现在怎么办? 有几种选择。 没有黑洞吗? 不会吧 难道他们不象预想的那样吗? 可能,但也不太可能。 更可能的情况是,这些碰撞没有如所预测的那样发生。 科学家疑似相撞可能发生得更快,产生更短时间的大重力波. 对黑洞的传统理解表明,它们的相撞应当是一个相当长的舞蹈,但现在看来情况并非如此。

此前,一些科学家声称已经探测出引力波,但他们的主张并没有通过科学界的审视. 物理学家并不放弃有引力波存在的想法,而是考虑如何确定地探测出它们.



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资料来源:hi-news.ru。