如何探测引力波留下的“记忆”
新浪科技讯北京时间12月10日消息，据国外媒体报道，引力波以时空涟漪的形式在宇宙中传播，而这些时空涟漪正是由宇宙中最剧烈的事件所产生的。
利用激光干涉引力波天文台(LIGO)和室女座干涉仪(Virgo)这样的设备，天文学家可以探测到那些强度足以“波及”地球的时空涟漪。当引力波通过宇宙空间时，会留下某种“记忆”，即时空的永久弯曲，而对这种现象的探测或许很快就能实现，这将使我们对引力的理解更进一步。
引力波
尽管爱因斯坦的广义相对论已经有一个多世纪的历史，但这仍然是我们目前理解引力如何运作的最好理论。该理论将空间和时间合并成一个统一的框架，即“时空”。这个时空不仅仅是一个固定的舞台，它还会随着物质和能量的存在而弯曲或扭曲。
时空的弯曲(或者说翘曲、扭曲)决定了物质如何运动。在广义相对论中，从光子到高速飞行的子弹，再到爆炸的宇宙飞船，所有这些物体都试图沿直线飞行，但它们周围的时空是扭曲的，迫使它们都沿着弯曲的轨迹前进。这就好像你试图以直线穿过山口，但却要沿着弯弯曲曲的峰峦和山谷地形前进。
我们所称的“引力”是所有这些时空扭曲的结果，移动的物体别无选择，只能跟随周围时空的弯曲而做出相应的运动。和其他可弯曲的表面一样，时空不只是弯曲或翘曲，它还会产生振动。
想象你站在蹦床上，蹦床会因为你的重量而凹陷。如果有人也跳上蹦床，试图在你旁边走动，那他们就会感受到你的“引力”，只能走一条弯曲的路径。但是，如果离你足够远，那他们甚至不会注意到你的影响。而如果你开始在蹦床上跳上跳下，就会发出波状振动，那他们会不由自主地被你的动作所影响。
记住过去
引力波以类似的方式运作，通过时空结构本身的涟漪传递能量。这些涟漪的来源可以是几乎所有类型的运动，但由于引力如此微弱(它是自然界四大基本相互作用中最弱的)，引力波更加微弱，只有能量最强烈的运动才能够创造出地球上仪器能够检测到的时空涟漪。
到目前为止，激光干涉引力波天文台(LIGO)和室女座干涉仪(Virgo)已经观测到了几十次引力波事件，其来源包括大质量黑洞之间，以及中子星之间的合并。这些事件产生的引力波在宇宙中荡漾，最终到达地球。当它们经过地球的时候，会非常轻微地移动物体(幅度可能比原子的宽度还小)。
甚至我们自己也会受到这种影响。此刻，你正在被数十亿光年外一场剧烈事件所产生的引力波轻轻挤压和拉伸。你可能以为一旦引力波过去，事情就结束了，但引力是一种很奇妙的力，而引力波的问题更加复杂。
几乎任何一种运动都会产生引力波，从相互碰撞的黑洞到你挥舞的双手，甚至引力波本身。当引力波在时空中传播时，它们会成为新的引力波来源，并一直延续下去。每一代新引力波都比上一代更弱，这种效应逐渐累积，形成科学家所称的时空“记忆”——在引力波经过后留下的永久时空扭曲。
换句话说，当引力波经过你的时候，你不只是暂时的被拉伸和挤压，而是随着一次次新的引力波产生，你会被永久地拉伸。
展望未来
由于引力波产生的引力波是如此微弱，天文学家直到目前还没有发现这种时空“记忆”的任何证据，但理论上它应该存在，潜伏在LIGO和Virgo所获得的数据中。我们应该看到的是，在确认的引力波事件发生很久之后，探测器的位置会发生持久的变化。
最近，一组天文学家研究了怎样才能最终看到引力波“记忆”。由于每次事件的检测只留下了非常微弱的记忆痕迹，因此无法连续地观测到这种现象。相反，我们必须将多个事件综合起来，以积累表明该现象存在的证据。
我们需要多少个事件?研究人员预测，我们需要记录大约2000个独立的黑洞合并事件，才能发现引力波留下的永久记忆。这样的探测不会很快实现，但是下一代的引力波天文台有望每天收集大约10个事件，或许在一年内就能找到这样的记忆证据。
如果广义相对论的预测是正确的，那么这种永久的时空记忆就应该存在。如果天文学家在几年的寻找之后没有发现任何东西，我们将不得不重新思考对引力的理解，看看是否遗漏了什么。(任天)
信息转载自网络，更多相关信息请点击：全网营销http:///
相关文章
-
天文学家们首次发现双白矮星引力波源
LISA是由美国国家航空航天局(NASA)和欧洲空间局(ESA)合作的引力波探测计划，预计将于2034年发射。,“这对双星没有光变曲线，”布朗在声明中说，“我们无法探测到光度信号，因为根本不存在。,”这项研究的结果于4月3日发表在预印版服务器arXiv.org，该论文已被《天体物理学杂志通讯》(AstrophysicalJournalLetters)接受。
2024-03-22 08:15 -
从引力到引力波，36年专注一个问题
来源：科技日报从牛顿1687年发表万有引力定律，到卡文迪许第一次用扭秤实验测出万有引力常数G值，西方科学家主导这一领域的研究300多年。上世纪80年代，中国科学家罗俊及其团队加入了测量万有引力常数G的队伍。5月21日，全国人大代表、中国科学院院士、我国空间引力波探测“天琴计划”首席科学家罗俊院士透露，经过多方评估，“天琴一号”卫星六大技术在轨验证全部通过，每项技术指标都优于任务目标，达到国内同类技
2024-03-22 07:53 -
科学家观测到中子星与黑洞碰撞产生的引力波
当超大质量天体扭曲周围时空并在宇宙释放涟漪时，会形成引力波。,研究报告合著作者、美国西北大学引力波天文学家克里斯多夫·贝里(ChristopherBerry)说：“这是一个非常奇妙的事情，它将真实改变我们对黑洞和中子星形成的理解，在我们能够获得更多观测结果之前，这仍是一个谜团，但这并不意味着它没有提供更多线索。,如果这个质量差距比之前假设的小得多，或者根本不存在，那么就需要对这些模型进行调整。
2024-03-22 07:39 -
引力波研究称宇宙中只存在已知的四个时空维度
例如，一些解释暗物质和暗能量的理论就以宇宙中存在多个“额外”维度为前提，认为这些维度就在我们身边，只是尺度过小、难以观察而已。,而在2017年，宇宙为我们提供了一个绝佳的验证机会。,不仅如此，该理论还在一个多世纪前预言了引力波的存在。
2024-03-22 07:39 -
引力波探测仪缩小到目前仪器的1/4000
来源：科技日报伦敦大学学院(UCL)领导的一项新研究表明，可以用微小的钻石晶体制作一种非常灵敏的小型重力探测器，用它能够测量出引力波。这种基于量子技术的探测仪，仅为目前使用的引力波探测器的1/4000，可以探测到中频引力波。此研究成果发表在7月1日出版的《新物理杂志》上。引力波是由大质量物体的某些运动在时空中产生的涟漪，研究引力波可以让我们探测到宇宙中发生的某些事件，这些事件往往只留下极少可见光，
2024-03-22 07:36 -
引力子存在吗？ 科学家把难题交给了黑洞合并
美国普林斯顿大学物理学家托尼·罗斯曼和美国哈佛大学福德学院的斯蒂芬·鲍恩就曾经提出过利用黑洞寻找引力子。,如何在实验室中“创造”这个小概率事件，甚至提高引力子转化为光子的效率，就成了重中之重。,王鹏表示，这项研究的重要意义之一，在于让人们关注到引力子转化为光子这一现象。
2024-03-22 07:31 -
绕着虫洞旋转的黑洞可能会发出奇异的引力波
”但是，如果虫洞真的存在，研究人员就有可能通过引力波探测到这些奇异的天体。,黑洞会继续在这两个宇宙间跳跃，导致引力波的反复爆发，其间不时会出现寂静。,然而，如果真的探测到这样一个虫洞，就意味着存在一种物理学家无法理解的奇异物质。
2024-03-22 07:21 -
引力波或将帮助我们找到银河系外的行星
天文学家曾经观测到一颗可能存在于银河系之外的行星，并命名为HIP13044b。,每个航天器内部都有一个立方体，可以沿着一条仅受引力波干扰的路径自由下落。,白矮星是死亡恒星的核心，温度较低，十分黯淡暗，大小与地球相当。
2024-03-22 07:14 -
光量子挤压器：室温下降低量子噪声的新技术
当两颗巨大的天体碰撞时，时空被有节奏地拉伸和压缩，如水中涟漪般传播出去，这就是引力波。,而如果此时引力波恰好经过地球，它会短暂地扰动干涉仪臂的长度，拉伸其中一个，而压缩另一个，这样两束激光行经的距离不再相同，它们返回时不再能完全抵消，从而可以探测到光干涉信号。,除此之外，对于量子噪声限制了更精确测量的其他领域，光量子挤压器也将发挥重要作用。
2024-03-22 07:08