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引力波可以帮助我们探测宇宙的隐藏维度

2020-01-13 06:11:05 来源:工人日报

  

更新了 | 引力波可用于揭示宇宙中隐藏的维度。 通过观察时空中的这些涟漪,德国马克斯普朗克引力物理研究所的研究人员表示,我们可以找出隐藏尺寸对它们的影响,并利用这些信息来发现这些影响。

的于2016年2月宣布。科学家们使用激光干涉仪引力波天文台(LIGO)探测器来发现由一对碰撞黑洞造成的时空波动。 科学家们现在可以利用这些信息以全新的方式观察宇宙 - 甚至有一天可能会追踪大爆炸产生的波浪。

目前,我们的宇宙模型是不完整的。 他们无法解释我们在宇宙中观察到的许多事物,因此许多物理学家认为我们缺少某些东西 - 而某些事物可能存在额外的维度。

如果科学家要找到额外尺寸的证据,他们就可以开始回答宇宙中一些最基本的未知数,例如暗物质是什么以及为什么宇宙正以加速的速度扩张。

引力波是由极度活跃的事件引起的时空涟漪。 这些事件,如合并黑洞,会释放出太多的能量,它们会破坏时空运动的方式,产生从波源传播出来的“波浪” - 类似于扔进池塘的鹅卵石造成向外移动的涟漪。

100年前,爱因斯坦首先预测了引力波,但直到现在我们还没有找到它们。 当涟漪到达我们时,它们非常小,检测它们需要非常敏感的设备。 这就是LIGO能够做到的。

最新研究 ,David Andriot和GustavoLucenaGómez研究了引力波如何在已知的维度中移动 - 三个代表空间,另一个代表时间。 然后他们研究了额外尺寸对我们看到的四维波的影响。

“如果宇宙中有额外的维度,那么引力波可以沿着任何维度行走,甚至是额外的维度,”LucenaGómez告诉“ 。

他们发现额外的尺寸可能对引力波产生两种影响 - 首先,它们将具有所谓的“呼吸模式”。这为引力波变形,拉伸和缩小空间提供了另一种方式。

他们写道:“呼吸模式以特定的方式使空间变形,给出了独特的标志。” 他们写道,为了观察这种变化,他们需要像LIGO这样的三个探测器,他们都在同时观察相同的事情 - “应该在不久的将来可以使用”。

第二个影响是额外引力波的“巨大塔”。 可以在高频率下检测这些波,这是我们当前技术所预防的。 为了检测他们提出的频率变化,LIGO需要数千倍的灵敏度。

科学家们清楚地知道这种装置不存在,但是注意:“如果有这样的探测器,人们可能希望得到一个非常干净的信号,因为没有已知的天体物理过程发射频率远大于1,000Hz的引力波。 。 因此,这种高频率可能是新物理学的明显症状。“

然而,英国伦敦大学国王学院理论物理学教授Bobby Acharya没有参与这项研究,他不相信这一发现。 在接受“新闻周刊”采访时,他说尽管他坚信存在额外的尺寸,但模型表明这些尺寸会非常小:“这意味着为了激发它们并在这些额外尺寸上创造波浪,你需要大量的能量,“他说。

“如果你确实产生了在额外尺寸上传播的引力波,那么额外尺寸如此之小的事实意味着这个引力波的频率将非常高 - 远高于LIGO引力波探测器可以探测到的频率。”

他说你需要一个“非常乐观的观点”来试图探测在额外维度上传播的引力波:“[额外维度]必须相当大,然后很难使模型与其他观察结果一致。 我对结果并不那么乐观。“

这个故事已经更新,更新了引力波的频率以及波浪如何在太空中移动。

(责任编辑:甄粗载)
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