引力波具体是如何通过光子涡旋验证暴涨理论？

发布网友 发布时间：2022-04-22 13:41

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热心网友 时间：2022-07-12 09:16

引力波以波动形式和有限速度传播的引力场。按照广义相对论，加速运动的物体会产生引力波。引力波的主要性质是：它是横波，在远源处为平面波；有两个独立的偏振态；携带能量；在真空中以光速传播等。引力波携带能量，应可被探测到。但引力波的强度很弱，而且，物质对引力波的吸收效率极低，直接探测引力波极为困难。曾有人宣称在实验室里探测到了引力波，但未得到公认。天文学家通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在。例如，双星体系公转、中子星自转、超新星爆发，及理论预言的黑洞的形成、碰撞和捕获物质等过程，都能辐射较强的引力波。我们所预期在地球上可观测到的最强引力波会来自很远且古老的事件，在这事件中大量的能量发生剧烈移动（例子包括两颗中子星的对撞，或两个极重的黑洞对撞）。这样的波动会造成地球上各处相对距离的变动，但这些变动的数量级应该顶多只有10^-21。以LIGO引力波侦测器的双臂而言，这样的变化小于一颗质子直径的千分之一。这个很抽象哦。首先是暴胀，在暴涨突然停止的时候会产生引力波。引力波会对暴涨时产生的光子（就是现在的宇宙背景辐射）有影响。这个怎么说呢？那时候的光子在宇宙中穿行时也会因为被电子散射而出现偏振。引力波会略微改变这一偏振的模式。当这些涟漪在时空中传播时，它们会以一种独特的方式使得电子发生位移，从而在宇宙微波背景中留下它们的印迹。简单点，依然是宇宙背景辐射，把以前的东西都放大了，使得能窥视宇宙诞生的那一瞬间。

热心网友 时间：2022-07-12 09:17

经过10多年的持续探索，中国科学家在世界上成功获得“引力场以光速传播”的第一个观测证据。这项原始创新成果，实现了物理学界多年来对通过实验或观测获得引力场传播速度的期待，对引力场的理论和实验研究具有重要意义。中国科学院地质与地球物理研究所26日下午在北京对外宣布，由该所汤克云研究员领衔、中国地震局和中国科学院大学有关科研人员组成的科学团组，经过10多年的持续探索，在实施多次日食期间的固体潮观测后，发现现行地球固体潮公式实际上暗含着引力场以光速传播的假定，从而提出用固体潮测量引力传播速度的方法。汤克云科学团组先后实施1997年漠河日全食观测、2001年赞比亚日全食观测、2002年澳大利亚日全食观测、2008年嘉峪关日全食观测、2009年上海-杭州-湖州日全食观测和2010年云南大理日环食观测，主要是重力固体潮观测。

热心网友 时间：2022-07-12 09:17

爱因斯坦的广义相对论描述具有质量的物体如何在时空环境下弯曲，可形象地形容为提供一张紧绷的床单，然后将足球放在床单中心，具有质量的物体在时空下发生的弯曲，犹如足球周围出现褶皱的床单。它就像湖面上泛成的波纹，由加速物体导致的时空环境失真将逐渐衰减，因此，当它们抵达地球范围，则非常难以被探测到，但不是不可能探测到。舒茨说：“在我的意识中，探测引力波将打开调查宇宙的新途径，我们期望能从合并黑洞中频繁地探测到引力波，这里的引力波将携带真实可靠的信息。由于引力波是黑洞喷射的唯一放射线，我们将首次直接观测到黑洞。”引力波将帮助研究人员探测其它神秘而强大的宇宙事件，施茨说：“引力波具有很强的穿透能力，因此它们可使我们直接观测到超新星爆炸、伽马射线暴和其它大量宇宙隐藏秘密的更多信息。”当前4个引力波探测器中的3个是激光干涉引力波(LIGO)勘测计划的一部分。