暴涨宇宙与原初引力波

暴涨宇宙和原初引力波是当前基础物理学研究的热点.BICEP2团队在CMB中测量到大的张标比,这提供了暴涨宇宙的一个直接证据,证明了原初引力波确实存在,并在量子理论与广义相对论之间建立了桥梁.     

爱因斯坦在1916:从引力波到量子电磁辐射理论

 1916年,爱因斯坦预言引力波,并提出量子电磁辐射理论、完善光子概念、指出量子过程的内在随机性。百年之后,爱因斯坦预言的引力波通过激光的干涉被探测到,而激光正是基于爱因斯坦的量子电磁辐射理论。引力波探测技术还与爱因斯坦的光子概念和布朗运动理论相关。因此引力波首次被直接探测是对爱因斯坦广义相对论、量子电磁辐射理论2 方面工作的100 周年纪念。本文梳理引力波探测技术中的“爱因斯坦元素”,即激光、光子和热噪声,然后通过对第一手资料特别是爱因斯坦那段时期的信件的分析考证,回顾爱因斯坦在1916年的研究历程,寻找爱因斯坦在引力波和量子电磁辐射理论2方面工作的历史联系。     

原初引力波发现尚待验证

 2014年3月17日,美国哈佛大学史密森天体物理中心John Kovac 等人（BI-CEP2团队）召开发布会,宣布首次在宇宙微波背景辐射中找到由引力波留下的B模式极化信号。被誉为“时空涟漪,大爆炸回响”的原初引力波被认为是人类迄今为止可以捕捉到的来自最早宇宙--约138亿年前的信号。     

捕获宇宙暴胀余波

今年3月1 7日,美国哈佛大学天体物理研究中心的天文学家们宣布探测到与原初引力波相关的宇宙微波背景辐射B一模偏振信号。如果得到证实,这将是人类宇宙认识历史上的一个重要里程碑。     

引力波会告诉我们什么——从LIGO首次直接观测到黑洞引力波说起

 LIGO 宣布首次直接探测到引力波,是一项震动世界的里程碑式科学发现,它将开启引力波实验的新纪元。本文介绍直接探测引力波的意义、致密天体引力波的直接探测手段,指出原初引力波的探测将是下一个值得期待的重大科学突破。介绍了探测原初引力波的意义以及即将在中国西藏阿里地区展开的阿里原初引力波探测实验,并对引力波开启的天文物理的新时代做了展望。     

激光干涉引力波探测专题·编者按

<正>引力波是广义相对论最重要的预言.引力波不被屏蔽,具有极强的穿透性,它可带来借助其他方法无法得到的,关于黑洞、致密星、星系核等的大量信息;它把对宇宙的观测推向暴涨阶段;它是在极高精度范围内检验广义相对论的探针.它还将在揭示引力场量子行为中起到不可或缺的重要作用.爱因斯坦在建立广义相对论后,很快就于1 9 1 6年提出了引力波的概念.然而,就连爱因斯坦本人也曾怀疑引力波能否被人类探测到.在经历了4 0多年的争论后才确认,引力波能够脱离源、携带能量在真空中传播,从而开启了引力波探测的大幕.     

宇宙“暴涨”重大发现不排除出错

3个月前公布的一项＂诺贝尔奖级＂重大发现——宇宙＂暴涨＂证据也许存在问题。同一科研团队在20日发表的最新论文中承认,不能排除他们有关宇宙原初引力波的发现错了。美国哈佛-史密森天体物理学中心等机构的科学家在新一期《物理学评论通讯》上报告说,他们依然坚持最初的结论,即他们利用架设在南极的BICEP2望远镜,在宇宙大爆炸的＂余烬＂——微波背景辐射中,观测到一种叫做B模式的特殊偏振模式,这种偏振模式是长期寻找的原初引力波的“独特印记＂。     

脉冲星发现50年

 脉冲星自1967年发现以来,50年的观测和理论研究取得巨大进展,期间曾2次获颁诺贝尔物理学奖。脉冲星以其高度致密和强引力场堪称宇宙天然实验室,可用来验证爱因斯坦广义相对论及进行引力波探测,推动了天文学与物理学研究的发展。本文简介了脉冲星的发现及其性质,并综述了脉冲星导航以及最近建成的500 m口径球面射电望远镜（FAST）的脉冲星探测研究进展。     

文化播报

<正>科学家首次直接测到宇宙大爆炸第一波震荡美国科学家近日首次直接探测到宇宙大爆炸第一波震荡,即原始引力波。美国国家航空航天局(NASA)称,这是迄今为止证明宇宙膨胀理论最有力的证据。这一发现是由哈佛大学史密森天体物理中心的科学家们宣布的。他们通过位于南极的BICEP2望远镜探测到了引力波相关的信号。这一望远镜能够探测到宇宙中最为古老的光。NASA表示,这一发现不仅有助于证实宇宙瞬间膨胀,还能够为理论学家提供关于     

关于宇宙中存在负质量物质和引力波的猜想

根据爱因斯坦相对性原理的发展和引力场与电场的类同特点,预言了负引力质量物质和引力波存在于宇宙中,信纸证了哈勃定律,解释了宇宙膨胀的现象和水星轨道的旋进。     

《追踪引力波:寻找时空的涟漪》

<正>近百年来,科学家们孜孜不倦地寻找着时空的涟漪——引力波。据说,这是爱因斯坦留给我们的一把开启引力神秘之门的钥匙。由此,我们将倾听宇宙深处创生的欢歌与死亡的悲鸣。宇宙充满着神秘,满天繁星让人向往,牛郎织女间的银河令人赞叹。在广袤的宇宙中,我们深知自己的渺小,如同沙漠中的一粒尘埃。而在时     

寻找宇宙“幽灵”

<正>广义相对论在揭开宇宙奥秘的同时,也引发了无数未解之谜,比如,宇宙"幽灵"暗物质、暗能量以及引力波等,无数科学家因此而踏上了寻找之路爱因斯坦的广义相对论诞生100年来,在揭开宇宙奥秘的同时,也引发了一些至今仍未解开的谜团,其中,暗物质和暗能量这两个宇宙"幽灵",被视为21世纪物理学研究的最重要问题之一。普通物质只占宇宙总质能的4.9%暗物质和暗能量是如何"现形"的?上海交通大学鸿文讲席教授、粒     

关于“引力波实验”的一点看法

在今年3月份哈佛-史密森天体物理中心宣布南极BICEP2望远镜首次探测到来自宇宙大爆炸的引力波证据时,学界一度认为这一发现填补了广义相对论实验验证中最后一块缺失的拼图,让现代物理学的根基更加坚实。但现在越来越多的质疑指向这一数据可能是由银河系尘埃等其他原因造成的。6月25日,编辑部收到中国传媒大学教授黄志洵先生发来的信函,就＂引力波实验＂谈了自己的不同看法。编辑部认为原初引力波发现的结论仍有待通过更多的科学数据进行验证,今在建议与商榷栏目编发黄志洵先生的观点,希望能够引起国内理论物理学界的关注和讨论。     

热点排行

正(新闻时段2014-03-11至2014-03-20;为热度指数)1首次发现宇宙诞生时急剧膨胀直接证据2首台商用量子计算机问世速度不及传统计算机[热度指数:][热度指数:]17日,美国天文学家发现原初引力波穿越婴儿宇宙留下的印20日,美国南加州大学洛杉矶分记,这是宇宙刚刚诞生时急剧膨胀的首个直接证据,这一具有里校和苏黎世联邦理工大学研究人员对程碑意义的重大发现,有望弄清宇宙诞生之谜。美国哈佛-史密一台108量子比特的计算机(即"D-森天体物理学中心等机构研究人员,利用位于南极的BICEP2望波")进行检验,发现其速度并不比传统远镜,对宇宙大爆炸的"余烬"——微波背景辐射进行观测,发现计算机快"。D-波"确实利用量子效应运图片来源:中国科技网了B模式偏振信号,经过3年多的分析,确认它就是暴涨期间原初行。然而",D-波"只是一个模拟设备,一台用于解决最优化问题的引力波穿越宇宙导致的。样机。对它更准确的描述是,一台可编程的量子模拟实验机。3科学家合成最清晰月球北极照片[     

引力波之谜(中)

正百年历程爱因斯坦起初预言有引力波时,大部分科学家持否定态度,认为引力波不存在,就连爱因斯坦本人也摇摆不定。但既然有可能,我们就应该去探索!那么,在人类历史上,谁第一个提出探测引力波的方案?爱因斯坦。1916年,爱因斯坦提出了一个探测引力波的方案,即旋转棒方案——让一根长20米、质量为500吨的钢棒以非常快的速度旋转。不过,这个方案存在两个缺陷:一是     

风乍起,吹皱一池春水——爱因斯坦预言百年的引力波来了

 春天来了,风从东方来,也从太空来,吹皱了时空的涟漪。LIGO收到了引力波迟来的问候,恰好是引力波百年生日的礼物--爱因斯坦最早预言引力波就在1916 年2 月与史瓦西(KarlSchwarzschild)的通信中。然而,爱因斯坦对引力波是否存在,一直都很纠结。在1916年6月发表的第一篇引力波论文^[1]里,他认为:“在所有能想得到的情况下,引力波的辐射都可以忽略。”在这一点上,他显然不像对光线偏折和水星轨道进动那么重视,而且他也没有把引力波作为广义相对论(GR)的基本实验证据--在GR 的第一篇完整论文里,他只列了3个实验:引力红移,光线弯曲和行星轨道的进动^[2]。当然,那时他可能没想到引力波是真实的物理效应,因为两年后他才计算了引力波的能量流^[3]。     

引力波爆发事件的电磁对应体的探测

双黑洞并合产生的引力波信号由第二代地面激光干涉仪引力波探测器Advanced LIGO第一次直接探测到,开启了探索宇宙的一个崭新的窗口.伴随着Advanced LIGO科学运行期的继续运行,以及未来几年其他第二代探测器,例如Advanced Virgo,LIGO-India的陆续建设和投入使用,将有越来越多的引力波信号被探测到.最新的双中子星并合引力波事件的电磁对应体被探测到,极大地丰富了引力波天文学的科学内容,人类进入全新的多信使天文时代,例如:提高引力波源及其宿主星系空间位置精度估计,确定引力波源的红移、破除引力波模型中的简并参数,确定引力波事件前身天体的物理环境以及其产生的物理机制、测量宇宙学参数等等.由于引力波探测器的定位能力较差(Advanced LIGO~十至几百平方度),探测引力波事件电磁对应体对大视场高能观测设备提出了迫切需求.爱因斯坦探针具有大视场、高灵敏度、全天观测、快速指向能力和数据下传等方面的优势,特别是其大视场和高灵敏度,为引力波事件电磁对应体的探测提供了一个理想的观测平台.爱因斯坦探针的成功运行,将促进引力波天文学和引力波宇宙学的发展,并且使我国在引力波源的电磁波对应体研究方面处于国际领先的地位.     

信息胶子:宇宙起源与智能进化的关键因子

本文认为信息胶子是宇宙起源与智能进化的关键因子,提出如下新观点:1.宇宙的起源是由于"宇宙信息智灵总库"内众多纠缠着的信息胶子之间,发生轻微的思维扰动,激发出高频振动的各向同性"扰动信息螺旋惯性能量流"而启动原初奇点大爆炸的。2.信息胶子所爆发出的"扰动信息螺旋惯性能量流"是子宇宙膨胀与收缩的真正动力源。3.信息胶子是形成智能量子纠缠的关键。论述了引力子、引力射线及引力的物理实质,对引力波提出了质疑。文中还论述了子宇宙镜面层膜及宇宙涟漪波相互作用形成宇宙各能量区块间隔膜的理论观点。     

“大爆炸宇宙学”批评

大爆炸宇宙创生理论是以天文学家Hubble的观测为基础的,他声称已发现那些遥远的天体正远离我们而去。此即Hubble氏的宇宙扩张理论。但该理论的证据并不充分,是主观想像。宇宙爆炸理论的另一重要证据是微波背景辐射的测量数据,但它并不表示微波背景辐射温度数据一定是一次爆炸后的结果。把它看成一次原初大爆炸的余烬是勉强的。按照宇宙的定义,人们无法谈论“宇宙寿命”,只可能谈论诸如“地球的寿命”、“太阳系的寿命”和“星系的寿命”。因此我们反对不靠谱的大爆炸宇宙学,因该理论体系漏洞百出,在科学上和在哲学上均不能成立。
　　虽然宇宙中看来充满难于解释的力,暗物质和暗能量仍然只是两个假设。另一个假说是存在引力波,但也只是估计,实际情况可能不同。在Newton理论中引力速度是无限大,但在Einstein理论中引力传播速度和引力波波速都是光速c。广义相对论( GR)认为引力与电磁力不同,是弯曲时空的纯几何效应。但现在应思索某些不同的引力模型,例如把引力重新当作平直时空中的自然界的力的传播,从而又研究得出引力速度大于2×1010 c( c是真空中光速)。虽然超光速的引力传播违反Einstein的狭义相对论( SR),却符合Lorentz的相对性理论( LR)。
　　在美国,一个宇宙学家团队在2014年3月的一次新闻发布会上宣布,他们探测到了宇宙大爆炸之后最初瞬间所产生的引力波,从而导致宇宙的起源再次成为重大新闻。根据BICEP2南极望远镜团队的信息,其结果被誉为大爆炸暴涨理论及其后续理论(多元宇宙)的证明。该成果问鼎Nobel奖也在预测之中。 BICEP2团队在其宇宙微波背景辐射极化图像中,确定了一个扭曲( B模式)图案,绪论是检测到原始的引力波。但在后来数月中,由来自Prin-ceton大学和也在Princeton高等研究所的科学家们进行了认真的重新分析,其结论是BICEP2的B模式模型给出的大部分或全部最显著效应没有来自引力波的任何贡献。这种突然逆转应该让科学界认真考虑未来的宇宙学实验和理论。 BICEP2事件也揭示了一个关于暴涨理论的真相;很清楚,暴涨范式是根本无法检验的,并因此在科学上是毫无意义的。     

里程碑式成果遭质疑 原初引力波发现尚待验证

被誉为"21世纪里程碑式发现"的原初引力波研究结果近期遭遇质疑:有科学家认为当前观测结果存在探测误差以及数据处理不当等问题。究竟是革命性突破还是实验假象?学界专家表示,最终结果有待Planck团队公布宇宙微波背景偏振测量结果以及BICEP2团队进一步实验等再行验证。