在“盘古开天地”时刻寻找宇宙引力波

2019-06-28

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科学家接近找到了证明宇宙大膨胀的第一个直接证据,大约在140亿年以前,人类生存于其中的宇宙以突然爆发的方式诞生,这种天地万物突然呈现的特别物理事件被科学家称之为宇宙大爆炸,它是宇宙演变的起始点。在宇宙大爆炸后的亿亿亿万分之一秒、或零到10的负35次方秒的“一刹那”间,“宇宙奇点”发生了指数数列的急速膨胀,宇宙速率不均衡的膨胀将宇宙空间拉伸到地球上最强的望远镜不能观测的地方。尽管有各种证据支持宇宙大爆炸理论,但是,宇宙诞生的设想需要得到更多观测的证明。国际科学协作研究项目(BICEP2)的发言人发布了足以震惊世界的发现,他们找到了宇宙大膨胀的第一个直接证据。

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国际协作团队提供的观测证据,这是他们第一次测绘的引力波图像。引力波是在宇宙时空流动的引力波纹,它被描绘为宇宙大爆炸的“第一次震荡”。引力波图像最终证实了量子力学和广义相对论极为深刻的融合。哈佛—史密森尼天体物理学中心的科学家约翰·科瓦奇的解释说,今日宇宙学其中之一最重要的目标是探测“第一次震动”的原初引力波。科学家在项目研究中付出了大量精力,他们所有的努力朝向了原初引力波发现的最重要目标。BICEP2协作项目的负责人之一科瓦奇解释说,突破性的成果来源于BICEP2望远镜的观测数据,BICEP2观测的宇宙微波背景辐射,它是在宇宙大爆炸之后遗留的微弱光辐射。微小波动的余辉提供了早期宇宙如何形成的线索。宇宙微波背景覆盖了整个天空,对微波背景的温度测定发现了微小的差异,科学家从背景温度微小的差异推断宇宙如何聚集为密度不同的区域,物质密集的区域在浓缩、挤压过程中最终演变为宇宙的星系和星系团。

宇宙微波背景以微弱的光波形式存在,它展现了光的所有属性,其中包括光的偏振。太阳光在到达地球的之前受到大气层的阻隔,太阳光产生了偏振现象,从而避免了太阳光直射地球的表面。人们戴上偏光太阳镜,它帮助人们减少了太阳光的直射,从而避免了耀眼炫目的光刺激,太空中的微波背景辐射受到了原子和电子的阻隔作用,在背景辐射中产生了偏光效应,微波光线被分散到各个方向。加州理工学院喷气推动实验室的科学家杰米·博克解释说,国际协作团队的科学家寻找一种特别类型的偏光,它被称之为“B型偏光”,它有一种扭转、或扭曲的样式,最古老的背景光线在偏振方向上呈现了扭转的样态。

其余部分学生用户,玩游戏的时间肯定也在生活学习计划之内。少数沉迷游戏的孩子,最主要是需要老师家长来辅导监督,养成良好的生活学习习惯,而不是一味来怪罪明星代言人。在现在这个讲求秩序的社会,一切表象皆有秩序规律可循,游戏市场也是如此。哪里有金子,哪里便会有资本出没,这是不可隐藏的,同样,明星经济,粉丝经济,也是资本的一部分而已,经济和市场相辅相成,内在联系千丝万缕,所以,当越来越多的明星代言游戏市场的时候,我们会清楚的明白,“游戏”这个昔日的小树苗,已经变成了大片的森林。在红楼梦里,林黛玉和薛宝钗这两大女主,经常一起出现,她们都饱读诗书,又都艳压群芳,惹得贾宝玉经常是见了姐姐忘了妹妹,难以选择。如果说薛宝钗是杨玉环,那么林黛玉就好比西施,论起来,她们的才情容貌谁又略微更胜一筹呢?林黛玉进府在众人眼里,举止言谈不俗,有一段自然风流的态度,王熙凤直夸天下竟有这样标致的人物。小说里对薛宝钗的第一次外貌描述是生得肌骨莹润,举止娴雅。俩人的容貌性格基本定下调来,一个自然,一个娴雅,自然是难分高低。在宝玉的眼里,黛玉是一个最标致美貌的大小姐,第十九回情切切良宵花解语,意绵绵日玉生香,贾宝玉闻得黛玉袖中发出的幽香,醉魂酥骨,贾宝玉还把林黛玉比作可爱的耗子精,可见黛玉在宝玉的眼里是一个可爱的林妹妹,是需要他呵护的。而在二十八回,宝玉看见薛宝钗的雪白酥臂,不觉动了羡慕之心,只恨没福摸一下,此时的宝钗,脸若银盆,眼似水杏,唇不点而红,眉不画而翠,比林黛玉另具一种风流妩媚。在宝玉的心里,林黛玉更亲近,而宝钗的高冷,让她更具有神秘感。

大爆炸引力波在穿越时空过程中产生了挤压效应,不仅如此,引力波在挤压宇宙微波背景时产生了一种特别样式,引力波像光波一样有一种偏振方式,物理学用“偏手性“来定义它们的偏振属性,左手和右手的偏振,左手和右手的旋转。斯坦福大学直线加速器中心科学家郭朝林解释说,“B型偏振”有一种漩涡结构的样式,它是一种非常独特的引力波信号,这是由引力波的偏手性决定的。科学家第一次对穿越在早期宇宙的引力波绘制了直接观测的图像,郭朝林和杰米·博克同为国际协作团队的共同负责人。协作团队在大约1到5度的空间范围进行检测,相当于满月空间幅度的2到10倍。协作团队的科学家利用了遥远南极的望远镜,南极的寒冷、干燥、稳定的大气条件有利于天文观测。南极是地面最靠近太空的地方,干燥、晴朗的天空为清晰的天文观测提供了外在条件,南极堪称地球上观测宇宙大爆炸遗留的微波背景辐射最完美的观测地点。

协作团队的科学家对一种观测的结果感到惊奇,在南极探测的“B型偏振”比一些宇宙学家的预测值更大,他们分析了在3年多的时间收集的数据,数据分析的过程相当谨慎,如何排除任何可能的数据误差,也许存在银河系大量尘埃的影响,他们对资料分析后认为,银河系尘埃对B型偏光样式的影响几乎不可能。国际协作团队的共同负责人之一、明尼苏达大学的科学家克莱姆·普莱克解释说,好像在一堆干草寻找一根遗落的针,结果却找到了一根铁棒。哈佛大学的理论物理学家阿维·勒布评论了发现B型偏光的科学意义,新的数据提供了对宇宙基本问题深刻理解的基础,科学家提出了宇宙学的基本问题:人类为什么存在?宇宙怎样起源?新的观测结果不仅提供了宇宙膨胀确凿的证据,好像人们看到了发令枪的烟雾一样,而且观测结果显示了宇宙在膨胀过程中如何变得更加强大。

BICEP2为第二个阶段的探测计划,在BICEP和凯克阵列的天文观测活动中,科学家设立了课题共同负责人的组织体系,约翰·科瓦奇、克莱姆·普莱克、杰米·博克和郭朝林为四位共同负责人,团队成员来自于不同的大学和研究机构,科学家团队吸收了有才华的学生,在全球范围开展全方位合作,共同探求宇宙起源的线索。主要参与协作的大学有加州大学圣迭戈分校、不列颠哥伦比亚大学、多伦多大学、卡迪夫大学、国家标准与技术研究所、法国原子能委员会等。BICEP2协作项目得到了国家科学基金会(NSF)的资助,NSF管理了BICEP2项目设在南极的观测站,BICEP2的南极望远镜为主要的观测工具。凯克基金会为望远镜的研制和架设提供了资金,NASA和喷气动力实验室(JPL),摩尔基金会为科技人员开发的超灵敏度探测器阵列提供了经费。资金和技术的支持为科学家完成探测的使命创造了可能。

(编译:2014-3-18)

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