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膨脹的回聲今天仍可能震撼著宇宙

时间:2025-11-02 04:25:04 来源:中國馬術運動協會 作者:生活 阅读:423次
膨脹的回聲今天仍可能震撼著宇宙
對宇宙早期階段的描述,可能以全向引力波的盛行為標誌。鳴謝:uux.cn/美國國家航空航天局/WMAP科學團隊
(神秘的地球uux.cn)據今日宇宙(安迪·托馬威克):在早期的宇宙中,物理學是怪異的。一個被稱為膨脹的過程,在這個過程中,宇宙從一個無窮小的點變成了我們今天看到的一切,這就是那些怪異物理學的一個例子。現在,來自中國科學院的科學家們已經篩選了15年的脈衝星計時數據,以便對物理學的樣子施加一些限製。
這15年的數據來自北美納赫茲引力波天文台。NANOGrav的目標是使用一種非常規的方法來檢測引力波——通過觀察脈衝星。這些快速旋轉的物體在天文學術語中通常被用作“時鍾”。
早在1983年,兩位天文學家(Ronald Hellings和George Downs)開發了一種方法,通過這種方法,天文學家可以使用這些脈衝星的陣列來檢查引力波可能引起的偏移。
最近的工作已經看到脈衝星計時陣列(PTAs),如NANOGrav,成功地識別出一種特殊的引力波,稱為隨機引力波背景(SGWB)。SGWB在概念上類似於宇宙微波背景——來自早期宇宙的持續輝光,天文學家可以看到一係列來自所有方向的微波。
在SGWB的例子中,引力波同時從四麵八方而來,而不是微波。如果天文學家足夠仔細地觀察正確的脈衝星,它們的時空扭曲是可以探測到的。這種扭曲的一些來源可以追溯到宇宙的暴脹時期。
通貨膨脹的一個特殊版本似乎很符合SGWB模型。這種被稱為“超慢滾”(USR)膨脹的膨脹類型必須與早期宇宙的摩擦力進行鬥爭,其結果是一係列聚集的物質,這些物質是NANOGrav和其他脈衝星計時陣列實驗看到的SGWB信號的來源。
然而,對於信號源的來源,可能還有其他的解釋。特別是,螺旋型超大質量黑洞雙星的想法被認為是PTA研究發現的另一個潛在來源。
中國科學院的薄木和他的同事在預打印服務器arXiv上發表了一篇論文,似乎回答了背景引力波來自哪裏的問題。
為了做到這一點,他們使用了NANOGrav大約15年的數據,這些數據是由該聯盟的望遠鏡收集的。根據這篇論文,USR膨脹的預期波比黑洞雙星或另一個被稱為“宇宙相變的氣泡碰撞”的概念更符合在那段長時間內收集的數據。
將數據擬合到模型中是理論物理學界最重要的工作之一。這篇論文朝著理解引力波新物理學的正確方向邁出了一步。假設它通過了同行審查過程,它可能會被許多其他人跟隨,比如詳細描述這個新發現的引力波的美妙世界的背景來自哪裏。

(责任编辑:體育)

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