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物理學家計算出大爆炸後引力波信號的精確頻率

第一次,理論物理學家已經計算出了在大爆炸之後出現的特定引力波信號的精確頻率。

就像我們必須弄清希格斯玻色子的頻率,然後科學家才能發現它一樣。這意味著科學家現在可以開始跟蹤被稱為「振蕩子」的長期消失的宇宙現象的信號,使我們能夠更進一步了解宇宙。

引力波是由阿爾伯特愛因斯坦在1916年預測的,但直到去年,它們的存在才被科學家證實。這些引力波與通過太空發出的所有其他波不同,並且它們給我們一種全新的方式來研究宇宙。

這是因為當引力波穿過宇宙時,它們實際上收縮和拉伸太空。時間連續體,扭曲了太空本身的幾何形狀。

所有加速品質都預計會發射引力波,但引力波是如此難以搜尋,到目前為止,只有當其源頭非常大的時候,如如兩個巨大的黑洞合併,我們才能夠檢測得到。

但是當我們獲得更先進的設備時時,我們將能夠「收聽」引力波,並利用它們更多地了解宇宙的誕生。

為了給其他科學家提供尋找在宇宙的所有巨大的光暈和噪音的想法,來自瑞士巴塞爾大學的理論物理學家團隊一直在研究所謂引力波的隨機背景--在大爆炸之後發射的一系列引力波的強度和頻率。

通過這個設想,一旦我們尋找到一些信號,然後可以通過實驗測試,以確認它們是否真的存在。

那麼來自大爆炸的引力波怎樣的?

要理解這一點,我們需要了解在早期宇宙中發生了什麼。首席研究員Stefan Antusch說:「宇宙大爆炸發生後一秒鐘,宇宙中的一切仍然是非常小,且密集和高熱的狀態。」

這個微小的宇宙只存在了一個極短暫的時間,但在那個微小的太空中,物理學家認為宇宙存在一個被稱為「暴脹子」的假設粒子。

這些「暴脹子」經歷了劇烈的波動,有時形成團塊,使它們在太空的局部區域振蕩。這些地區被稱為「振蕩子」,研究人員表示,他們將爆發出如此強大的引力波,以至於我們今天仍然能夠發現它們。

Antusch說:「雖然『振蕩子』已經不存在,但它們發射的引力波是無所不在的,我們通過這些引力波去更深入的了解過去的宇宙。

使用數值模擬,團隊現在能夠計算振蕩信號的精確形狀,如上圖所示。

Antusch解釋說:「在我們的計算之前我們不會想到振蕩可以在特定頻率產生這樣強的信號。」

當然,計算是相對容易的部分。現在,實驗物理學家必須藉此預測的信號,並嘗試使用引力波檢測器,如LIGO識別它。

但是已經有許多由理論物理學家計算的奇怪信號,這些信號已經被實驗證實,並且改變了我們對宇宙的理解,比如希格斯玻色子。

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