仰望浩渺的星空,人們總是不由要問:宇宙從何而來?美國科學家17日宣佈,他們發現了原初引力波穿越嬰兒宇宙留下的印記,這是宇宙剛剛誕生時急劇膨脹的首個直接證據。
  【名詞解釋】
  宇宙大爆炸:宇宙學最有影響的學說,認為宇宙是由一個緻密熾熱的奇點於約138億年前一次大爆炸後膨脹形成的。
  暴漲:在大爆炸之後不到1秒鐘的原初時刻,宇宙在極短時間內經歷了速度快到無法想象的急劇膨脹,這一過程稱為“暴漲”。
  原初引力波:愛因斯坦於1916年發表的廣義相對論中提出的,它是宇宙誕生之初產生的一種時空波動,隨著宇宙的演化而被削弱。
  難度 -270攝氏度極難探測
  何謂引力波?
  上海復旦大學物理系博士生導師吳詠時表示,138億年前,宇宙產生大爆炸之後,宇宙以指數速度急劇膨脹。理論上這一時間為一億億億億分之一秒。這一過程被稱為宇宙暴漲。原初引力波如同創世紀大爆炸的“餘響”,忠實記錄了暴漲時期的物理過程。
  1916年,愛因斯坦在廣義相對論中提出引力波的存在,但他同時也指出這種現象將極其微弱。中科院高能物理研究所前所長陳和生表示,探測原初引力波需要非常靈敏的探測儀器。
  浙江大學理論物理學博士李劍龍說,反映暴漲的微波背景輻射溫度約為3K(零下270攝氏度)。在這種環境測量引力波,是非常困難的。引力波因此被戲稱為“世紀懸案”、“宇宙中最大的徒勞無益之事”。
  發現 就像在草堆里找到根鐵棒
  美國哈佛-史密森天體物理學中心等機構研究人員利用位於南極的BICEP2望遠鏡,對宇宙大爆炸的“餘燼”——微波背景輻射進行觀測。
  微波背景輻射中的微波因為被原子和電子散射而具有偏振性,新研究尋找的是一種叫做B模式的特殊偏振模式,其特點是會形成旋渦,是宇宙極早期的一種時空波動——原初引力波留下的獨特印記。
  BICEP2望遠鏡建在南極冰蓋之上,海拔超過2800米,是地球上觀測微波背景輻射的最佳地點之一。
  研究人員在這裡發現了比“預想中強烈得多”的B模式偏振信號,隨後經過3年多分析,排除了其他可能的來源,確認它就是暴漲期間原初引力波穿越宇宙導致的。
  研究共同作者、明尼蘇達大學的克萊姆·普賴克說:“這就好像要在草堆里找一根針,結果我們找到了一根鐵撬棍。”據新華社電
  意義 過去25年天文學最大發現
  分析人士稱,引力波的發現可以讓科學家第一次“看到”宇宙是怎樣形成的,從而揭開宇宙誕生之謎。
  中科院理論物理研究所研究員蔡榮根表示,此次發現雖然不是直接觀測到宇宙早期的引力波,但卻是在宇宙微波背景輻射中找到了引力波存在的跡象,是到目前為止最強有力證明原初引力波存在的證據。
  蔡榮根說,這次發現也再次證明瞭愛因斯坦的廣義相對論,表明宇宙早期的暴漲模型的理論是完全正確的。
  美國亞利桑那州立大學理論物理學家克勞斯在接受新華社記者採訪時說,如被證實,將“可以躋身過去25年最重要的宇宙學發現之列”,有望獲得諾貝爾獎。
  本組稿件採寫(除署名外)
  新京報記者 金煜 李丹丹  (原標題:美科學家聽到宇宙大爆炸“餘響”)
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