[轉錄][新聞] 科學家全力探查時空引力波 相對論可能괠…
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作者: quindi (心裡有鬼的人真多～) 站內: Gossiping
標題: [新聞] 科學家全力探查時空引力波 相對論可能要改寫
時間: Tue Oct 30 23:47:11 2007
北京新浪網 (2007-10-30 20:01)
文/胡珀斯
據美國《連線》雜誌10月22日報導，如今，科學家們正竭盡全力探查來自宇宙中最重
大事件所產生的『波紋』：諸如宇宙黑洞和中子星等超密度天體的旋轉、運行、爆炸或相
撞，都可能釋放一種引力波。美國和瑞士、義大利等幾個天文科研機構已投入數億美元，
科學家們似乎不查出個究竟來誓不罷休。
2010年有重大發現
1918年，著名物理學家愛因斯坦預測，宇宙中天體的旋轉、運行、爆炸或相撞，都會
釋放一種可歪曲時空的波動──引力波。截至目前，科學家已投入數億美元用于探測引力
波，但至今還是一無所獲。顯然，就此中斷這方面的研究還為時尚早。世界各地的物理學
家一直在對多部動輒造價數百萬美元的大型儀器進行微調，用以篩除背景雜訊。這樣一來
，他們認為就可以觀測到引力波的獨特信號。
物理學家們相信，2010年前，他們就能將相互碰撞的黑洞的巨大撞擊聲，或是脈衝星
的震動發出的『嗡嗡』聲記錄下來──這一發現將成為整個科學界的大膽嘗試。美國加州
理工學院-麻省理工學院鐳射干涉儀引力波觀測台(LIGO)首席科學家拉納‧埃德希卡利說
：『我對學生們講，他們是幸運的。他們介入該領域的時機恰到好處──我們不久就會有
重大發現。』
有關引力波存在的確鑿證據，不僅可以驗証愛因斯坦相對論中的一條重要原則(即引
力會使時空彎曲)，同時也會為探索黑洞、中子星、誇克星(如果這些備受爭議的天體確實
存在的話)、宇宙弦(也存在爭議)以及其他迄今尚未設想過的科學寶藏，提供『史無前例
』的參考。科學家們雖然耗費十多年時間z茞茪葑斐疃牏O波，且一次次徒勞無功，但在探
測過程中卻不斷創造了更有威力的觀察工具。
探測儀器層出不窮
一些『自助型』裝置也加入到這一隊伍中。美國麻塞諸塞大學的一名科學家將8台索
尼PlayStation 3遊戲機串在一起，組成一台計算能力超強的超級電腦，為探測引力波注
入無窮動力。其他一些探測小組還推出更大的機器，瑞士日內瓦大學的斯蒂法諾‧弗法就
是一個著名的引力波探測小組成員，該小組還包括來自瑞士和義大利的33名科學家。
他們最近向英國《經典重力和量子重力》雜誌提交了一份研究報告，對一直以來用引
力波偵測器『探索者』(Explorer)所做的各種嘗試均無功而返的結局做了說明。『探索者
』是一根被過度冷卻、長3米的鋁棒，存放在瑞士的歐洲粒子物理實驗室(CERN)。弗法表
示，『探索者』已經過特別的調試，應該能感知旋轉的中子星(也稱為脈衝星)的引力波。
弗法及其同事估計，整個銀河系大約分布有20萬個這種不斷旋轉的超密度天體(中子
星)。這些天體的密度十分巨大，以至於糖塊那麼大的中子星就相當於整個人類的重量。
然而，『探索者』中超低溫原子的熱雜訊，超過了鋁棒在引力波衝撞時所遭受的瞬間『爆
炸聲』。因此，『探索者』研究小組必須使用敏感的超導電路來誘捕信號，這是依舊在不
斷完善的一項藝術。
加州理工學院和麻省理工學院的鐳射干涉儀引力波觀測台，是一個比『探索者』規模
更大、更具雄心的專案。鐳射干涉引力波天文台的外觀就像尚未完工的石油管道，長兩英
里半(約4公里)的『管道』從中央建築垂直伸出。這些管道(一根在路易斯安那州的利文斯
通，其他的在華盛頓州的里士滿)，含有敏感的光學儀器，鐳射可在其中來回反彈一百次
，接著組合在一起，可以讓物理學家對兩組光束進行比對，並通過其光線傳播來監測時空
的微小變化。
相對論可能要改寫
LIGO觀測站兩個垂直鐳射束的干涉圖有時會在剎那間產生碰撞。如果同樣的碰撞發生
在LIGO位於路易斯安那和華盛頓州的探測站，而地震又不能解釋這種異常，那麼來源可能
就是引力波。這是一個耗巨資等待的時刻，但至今一直未發生。自2002年首次開始運行以
來，LIGO觀測站就產生了海量資料。一個廣受追捧的分布式計算專案『Einstein＠Home』
(即利用家庭和辦公電腦的閒置空間，分析能夠證實引力波存在的資料)，對這些資料進行
篩選，尋找所有可能錯過的信號。
如今，LIGO專案科學家已經開始搜尋這種引力波信號的資料。如果科學家依舊一無所
獲，那麼愛因斯坦的理論(相對論中關於引力波使時空扭曲)可能就需要改寫了。瑞士日內
瓦大學的弗法說：『如果我們在4年內還沒有任何發現，那麼就到了該提出質疑的時候了
。』
http://news.sina.com.tw/global/sinacn/cn/2007-10-30/200134107313.shtml
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