科学:什么在时间的边缘造成了涟漪?

 作者:家庚监     |      日期:2017-03-25 01:01:30
作者:MARCUS CHOWN美国宇航局的宇宙背景探测卫星引发了关于引力波在大爆炸中重要性的新争论 4月,卫星COBE发现宇宙的某些部分的宇宙背景辐射比其他部分的温度略高因为辐射是在大爆炸后30万年后通过物质冷却发出的,结果意味着当时某些地方的物质比其他物质还要大,尽管差异非常小这些肿块为星系的形成提供了“种子”,随着宇宙的扩张而拉动了物质,并最终形成了星系,如我们自己的银河系(本周,5月2日)但这是否是COBE在大爆炸辐射中发现的“涟漪”的正确解释耶鲁大学的劳伦斯克劳斯和马丁怀特声称,宇宙背景辐射中观测到的大部分甚至全部都是由大爆炸的第一时刻产生的引力波产生的(物理评论快报,8月10日)克劳斯说,引力波是在物质“剧烈运动”时产生的时空扰动正如许多理论家所认为的那样,如果宇宙在其存在的早期经历了一个“通货膨胀”时代,这正是会发生的事情在这样一个充满活力的时代,在创造之后大约10-37秒开始,与大爆炸的普遍扩张相比,宇宙的扩张速度非常快 - 以至于有些人把它比作原子弹在手榴弹爆炸中走了正如莫斯科Landau理论物理研究所的Alexei Starobinsky及其他人早在1985年所指出的那样,在膨胀过程中微小的“量子涨落”自然会产生引力波和物质密度的波动产生强烈的引力波在所有尺度上,包括比今天的宇宙更大的尺度在通货膨胀图中,较大的宇宙远大于可见宇宙的界限 Krauss认为,具有最长波长的引力波为COBE发现的整个天空背景辐射的变化提供了自然的解释引力波沿一个轴拉伸空间并沿垂直轴压缩它这意味着波长最长的波以两种方式影响辐射:它们红移或减少能量,来自一个轴两端的辐射,蓝移,或能量增加,来自两端的辐射另一个 “因此,他们会使宇宙背景辐射在某些地方看起来比一般地方更热,而在其他地方看起来更冷,”克劳斯说萨塞克斯大学的安德鲁·里德尔说,很难在大规模上解开引力波的影响和物质密度波动对宇宙背景辐射的影响但这些波浪的相对影响对通胀模型提供了至关重要的考验与克劳斯不同,利德尔认为,引力波对宇宙背景辐射中的涟漪的贡献必须很小他说,如果不是这样,那么物质密度的原始波动就不足以提供星系形成的种子利德尔认为,COBE的冷却点主要是由早期宇宙中的物质块引起的这些肿块代表着重力的“山谷”,辐射必须从这些山谷上升,使其变红并使其看起来更凉爽 COBE的热点是没有什么问题的地方 “如果引力波的贡献很小,那么这已经排除了一种通货膨胀模式,”利德尔说这是“延长膨胀”的模型,其中膨胀以气泡的形成结束 - 就像在冷却蒸汽中形成的液体液滴 - 然后迅速膨胀并凝聚延长通胀的一个特征是它会产生大量的引力波克劳斯认为,未来对宇宙背景辐射如何在天空中的点之间变化的更敏感的测量结果可能允许理论家区分引力波和物质密度波动的影响 Liddle同意这可能是可能的,但指出在小角度范围内,波动也受到宇宙中暗物质目前未知特性的影响,