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美科学家发现宇宙大爆炸证据 或有望得诺奖

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仰望浩渺的星空,人们总是不由要问:宇宙从何而来?美国科学家17日宣布,他们发现了原初引力波穿越婴儿宇宙留下的印记,这是宇宙刚刚诞生时急剧膨胀的首个直接证据。

【名词解释】

宇宙大爆炸:宇宙学最有影响的学说,认为宇宙是由一个致密炽热的奇点于约138亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。

暴涨:在大爆炸之后不到1秒钟的原初时刻,宇宙在极短时间内经历了速度快到无法想象的急剧膨胀,这一过程称为“暴涨”。

原初引力波:爱因斯坦于1916年发表的广义相对论中提出的,它是宇宙诞生之初产生的一种时空波动,随着宇宙的演化而被削弱。

难度 -270摄氏度极难探测

何谓引力波?

上海复旦大学物理系博士生导师吴咏时表示,138亿年前,宇宙产生大爆炸之后,宇宙以指数速度急剧膨胀。理论上这一时间为一亿亿亿亿分之一秒。这一过程被称为宇宙暴涨。原初引力波如同创世纪大爆炸的“余响”,忠实记录了暴涨时期的物理过程。

1916年,爱因斯坦在广义相对论中提出引力波的存在,但他同时也指出这种现象将极其微弱。中科院高能物理研究所前所长陈和生表示,探测原初引力波需要非常灵敏的探测仪器。

浙江大学理论物理学博士李剑龙说,反映暴涨的微波背景辐射温度约为3K(零下270摄氏度)。在这种环境测量引力波,是非常困难的。引力波因此被戏称为“世纪悬案”、“宇宙中最大的徒劳无益之事”。

发现 就像在草堆里找到根铁棒

美国哈佛-史密森天体物理学中心等机构研究人员利用位于南极的BICEP2望远镜,对宇宙大爆炸的“余烬”——微波背景辐射进行观测。

微波背景辐射中的微波因为被原子和电子散射而具有偏振性,新研究寻找的是一种叫做B模式的特殊偏振模式,其特点是会形成旋涡,是宇宙极早期的一种时空波动——原初引力波留下的独特印记。

BICEP2望远镜建在南极冰盖之上,海拔超过2800米,是地球上观测微波背景辐射的最佳地点之一。

研究人员在这里发现了比“预想中强烈得多”的B模式偏振信号,随后经过3年多分析,排除了其他可能的来源,确认它就是暴涨期间原初引力波穿越宇宙导致的。

研究共同作者、明尼苏达大学的克莱姆·普赖克说:“这就好像要在草堆里找一根针,结果我们找到了一根铁撬棍。”据新华社电

意义 过去25年天文学最大发现

分析人士称,引力波的发现可以让科学家第一次“看到”宇宙是怎样形成的,从而揭开宇宙诞生之谜。

中科院理论物理研究所研究员蔡荣根表示,此次发现虽然不是直接观测到宇宙早期的引力波,但却是在宇宙微波背景辐射中找到了引力波存在的迹象,是到目前为止最强有力证明原初引力波存在的证据。

蔡荣根说,这次发现也再次证明了爱因斯坦的广义相对论,表明宇宙早期的暴涨模型的理论是完全正确的。

美国亚利桑那州立大学理论物理学家克劳斯在接受新华社记者采访时说,如被证实,将“可以跻身过去25年最重要的宇宙学发现之列”,有望获得诺贝尔奖。

新京报记者 金煜 李丹丹

 

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