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引力波ＩＩ（第1页）

8宇宙暴涨

宇宙暴涨理论指出，在早期宇宙有一段持续时间非常短的快速膨胀的过程，该理论能够解释宇宙大爆炸理论（Bigbangtheory）所不能解释的一些难题。例如，当今宇宙为何呈现出高度的各项同性（均匀）。

引力波2014年3月，美国哈弗·史密松天体物理中心的科学家宣布，他们已经找到了宇宙早期“暴涨”阶段产生引力波的第一个证据，这也是对宇宙暴涨理论（iflationtheories）最强的验证。这是人类科学上的重大突破，该成就有望问鼎诺贝尔奖。

这项重大发现来自于位于南极的“BICEP2”望远镜，该望远镜能够对宇宙微波背景辐射（CMB进行观测。宇宙微波背景辐射是宇宙大爆炸的余晖，辐射中的微小涨落提供了早期宇宙状况的信息。

当引力波传播时它能够对空间挤压和拉伸，这种影响能够在宇宙背景微波辐射中产生特殊的图案。因为微波背景辐射也是一种光线，也具备光的所有性质，包括偏振。科学家寻找到的是一种称为“B-模”的特殊偏振形式，它的出现是引力波存在的独特标记。

为了排除可能出现的误差，研究团队用了三年多的时间对数据进行分析。他们这次探测到的宇宙背景辐射中的“B-模”比之前科学家预测的都更加显著。该结果不仅仅能告诉我们宇宙确实发生过暴涨阶段，还能告诉我们它是何时发生和强度多大。

9传播速度

中新社北京12月26日电记者孙自法经过10多年的持续探索，中国科学家在世界上成功获得“引力场以光速传播”的第一个观测证据。这项原始创新成果，实现了物理学界多年来对通过实验或观测获得引力场传播速度的期待，对引力场的理论和实验研究具有重要意义。

中国科学院地质与地球物理研究所26日下午在北京对外宣布，由该所汤克云研究员领衔、中国地震局和中国科学院大学有关科研人员组成的科学团组，经过10多年的持续探索，在实施多次日食期间的固体潮观测后，发现现行地球固体潮公式实际上暗含着引力场以光速传播的假定，从而提出用固体潮测量引力传播速度的方法。

汤克云科学团组先后实施1997年漠河日全食观测、2001年赞比亚日全食观测、2002年澳大利亚日全食观测、2008年嘉峪关日全食观测、2009年上海-杭州-湖州日全食观测和2010年云南大理日环食观测，主要是重力固体潮观测。

中国科学家们观测研究发现：现今固体潮理论公式中隐含着引力场以光速传播的假定，进而导出引力传播速度方程，并找到求解引力场速度的有效方法。汤克云科学团组随后选择远离太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋的西藏狮泉河站和新疆乌什站的固体潮数据作相关校正后，代入引力传播速度方程，最终获得全球“引力场以光速传播”的第一个观测证据。

专家介绍说，牛顿的万有引力定律表明，引力传播是一种超距作用，引力可以在瞬间传播至任意远处，爱因斯坦则认为牛顿的超距作用应该放弃。一直以来，整个物理学界都在期待着通过实验或观测获得引力场传播的速度，但此前均未找到正确的实验或观测方法。

探测器很可能遭遇引力波“短脉冲”，这是由于两颗恒星或者两个黑洞彼此环绕形成的。舒茨发表声明说：“增加新引力波探测器的有效性远大于改善现有投资成本，最新部署的探测器已于2010年获得批准通过，将额外增强灵敏性和可靠性，增大天空探测覆盖率。不仅我们能够获得更大范围的探测性，我们还将以其它方式研究中子星和伽马射线暴的更多信息。”

爱因斯坦的广义相对论描述具有质量的物体如何在时空环境下弯曲，可形象地形容为提供一张紧绷的床单，然后将足球放在床单中心，具有质量的物体在时空下发生的弯曲，犹如足球周围出现褶皱的床单。

它就像湖面上泛成的波纹，由加速物体导致的时空环境失真将逐渐衰减，因此，当它们抵达地球范围，则非常难以被探测到，但不是不可能探测到。舒茨说：“在我的意识中，探测引力波将打开调查宇宙的新途径，我们期望能从合并黑洞中频繁地探测到引力波，这里的引力波将携带真实可靠的信息。由于引力波是黑洞喷射的唯一放射线，我们将首次直接观测到黑洞。”

引力波将帮助研究人员探测其它神秘而强大的宇宙事件，施茨说：“引力波具有很强的穿透能力，因此它们可使我们直接观测到超新星爆炸、伽马射线暴和其它大量宇宙隐藏秘密的更多信息。”

当前4个引力波探测器中的3个是激光干涉引力波LIGO勘测计划的一部分，两个探测器部署在ｈｕａｓｈｅｎｇｄｕｎ州汉福德市，一个探测器部署在路易斯安那州利文斯顿市。另外一个探测器位于意大利Casa地区，是VIRGO计划的一部分。

10探测发展

美国科学家2014年3月17日首次直接探测到宇宙大爆炸第一波震荡，即原始引力波。

2016年2月11日23点30分，物理学家宣布人类首次直接探测到引力波。

11发现意义

引力波的发现验证了广义相对论最后一个未被实验直接检测的预言，但引力波带来的认知革命绝不止步于此。引力波为我们打开了除电磁辐射（光学、红外、射电、X射线等）、粒子（中微子、宇宙线）之外，一个全新的窗口——我们从未能够以这样的方式观察宇宙。在引力波这个新窗口中，我们不再是以电磁场、物质粒子作为观察宇宙的凭借——我们感受的，是时空本身的颤动！

LIGO的直接探测到的第一例引力波事件（据说）来自两个恒星质量黑洞的并合。两个黑洞并合前，会在与彼此的绕转中搅动周围的时空，向四周散发出涟漪般的引力波。这些引力波带走了一部分双黑洞系统的引力势能，让两个黑洞越绕越近、越近越快。而两个黑洞最终并合之后，融合成的大黑洞会经过几下“摇摆”，才会融成完美的球形。

12能量来源

广义相对论预言下的引力波来自于宇宙间带有强引力场的天文学或宇宙学波源，作为以波动形式和有限速度传播的引力场。按照广义相对论，加速运动的质量会产生引力波。包括银河系内的双星系统（白矮星、中子星或黑洞等致密星体组成的双星），河外星系内的超大质量黑洞的合并，脉冲星的自转，超新星的引力坍缩，大爆炸留下的背景辐射等等。

爱因斯坦的广义相对论描述具有质量的物体如何在时空环境下弯曲，可形象地形容为提供一张紧绷的床单，然后将足球放在床单中心，具有质量的物体在时空下发生的弯曲，犹如足球周围出现褶皱的床单。但它也像湖面上泛成的波纹，由加速物体导致的时空环境失真将逐渐衰减，因此，当它们抵达地球范围，则非常难以被探测到，但不是不可能探测到。舒茨说：“在我的意识中，探测引力波将打开调查宇宙的新途径，我们期望能从合并黑洞中频繁地探测到引力波，这里的引力波将携带真实可靠的信息。由于引力波是黑洞喷射的唯一放射线，我们将首次直接观测到黑洞。”

13历史发展

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