《三體》和《星際穿越》里的引力波大揭密

其中最顯著的是成雙成對(duì)的白矮星或黑洞的旋轉(zhuǎn)，這種雙星系統(tǒng)通過(guò)發(fā)射引力波而逐漸損失其能量。

1974年著名的Hulse-Taylor脈沖星的發(fā)現(xiàn)驗(yàn)證了此結(jié)果，此脈沖星的存在間接證明了引力波的存在，因其能量按著廣義相對(duì)論所預(yù)測(cè)的速率衰減（盡管引力波本身仍未觀察到）。

只是研究人員一直在不斷尋找更難以捉摸的、自宇宙誕生后不久產(chǎn)生的引力波，即原初（primordial，宇宙學(xué)中一般譯為“原初”，特指“宇宙學(xué)暴漲”，即宇宙極早期經(jīng)歷的急劇加速膨脹過(guò)程這一時(shí)期）引力波，因?yàn)檫@是138億年前創(chuàng)造宇宙的大爆炸中產(chǎn)生的痕跡。

3、BICEP2能否觀測(cè)到引力波

BICEP2的目標(biāo)之一是嘗試探測(cè)到原初引力波在宇宙微波背景輻射（CMB）中的印記。

宇宙微波背景輻射（CMB）是宇宙發(fā)出的第一縷光，在大爆炸之后（那時(shí)候整個(gè)宇宙還是一片漆黑）宇宙越來(lái)越大，溫度迅速降低，直到溫度足夠低（大爆炸大約38萬(wàn)年以后）宇宙的基本粒子才發(fā)出了第一道光（人類這才有可能看到宇宙38萬(wàn)歲時(shí)的“寶寶”照），而這時(shí)距離第一顆星星誕生還有很長(zhǎng)一段時(shí)間。

▲普朗克衛(wèi)星觀測(cè)到的宇宙微波背景

當(dāng)光波沿著某一特定方向振動(dòng)時(shí)，科學(xué)家們稱其為偏振。如果引力波出現(xiàn)在宇宙微波背景輻射誕生時(shí)，將帶來(lái)一個(gè)獨(dú)特的漩渦狀，出現(xiàn)光偏振中的卷曲，即稱之為“B�！逼�振。因此，“B模”偏振是引力波的間接證據(jù)（這一點(diǎn)很重要）。

類似BICEP2的實(shí)驗(yàn)并不能直接地觀測(cè)出引力波，而只能觀測(cè)引力波留下的“足跡”。其實(shí)，科學(xué)家們甚至連識(shí)別這些“足跡”都非常困難。

“B�！逼�振通常情況下隱藏在大量粉塵放射的強(qiáng)大信號(hào)下，或者被混淆了多種不同類型偏振模式的引力透鏡效應(yīng)所掩蓋。如何去除這些以及其他污染物的影響是一項(xiàng)非常復(fù)雜的任務(wù)，并且常常需要依賴于其他實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。

如果在宇宙微波背景輻射上看到了“B�！逼�振分布，毫無(wú)疑問(wèn)就是原初引力波（即在暴漲期間產(chǎn)生的引力波）的證據(jù)。

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