第三百六十五章 天眼一号 (第1/2页)
原初引力波是指在宇宙大爆炸早期,早到宇宙刚刚诞生约10^-36秒到10^-32秒之间,这极为短暂的一段时间里,宇宙经历了一段极为快速的暴涨期。
在这个过程之中,宇宙整体以超过光速许多倍的速度暴涨——当然,这只是空间层面的暴涨而不是物质发生了超光速运动,所以与现有理论并不违背。
在这一阶段,宇宙超光速暴涨所释放的引力波便被称之为原初引力波。
原初引力波具备特殊的意义,通过某种复杂的机制,现有理论可以将原初引力波是否存在,与引力子是否存在视为同一个问题。
也即,无需直接观测引力子,只要能确认原初引力波真的存在的话,就可以确认引力子真的存在了。
那么现在,问题就变成了,如何确认原初引力波是否真的存在?
幸运的是,这个问题是可以通过观测来解决的,只不过较为困难。
因为原初引力波的波长太长了,频率太低了。它的波长甚至长到与可观测宇宙等价的地步,也即,波长高达数百亿光年。
早在一级文明阶段,人类就已经确认了引力波的存在,并真正探测到了引力波。
但被早期人类探测到的引力波,能量极高,频率极高,波长极短,通常都是一些黑洞合并、黑洞吞噬中子星、中子星碰撞一类激烈的物理过程。
就比如曾经被探测到过的双黑洞合并事件。
在距离太阳系约13亿光年的地方,一颗质量为36倍太阳质量的黑洞,和一颗约为太阳29倍质量的黑洞,疯狂的相互围绕着旋转,并最终合并成为了一颗大黑洞。
简单计算的话,这颗合并后的大黑洞,质量应为合并之前两颗小黑洞的质量之和,也即65倍太阳质量。
但最终合并之后的结果,却是仅有约62倍太阳质量。
少的那约3倍太阳质量去了哪儿?
答案是以引力波的形式辐射向了全宇宙。
在这一刹那之中,两颗黑洞合并的引力波辐射功率高达3.6*10^49瓦,其瞬时功率甚至于超过了整个可观测宇宙所有可见光辐射功率的10倍。
如此激烈的引力波辐射事件,其引力波的频率约为250HZ,也即一秒钟震动250次。
引力波的传递速度为光速,由此可得此次引力波辐射的波长约为1200公里。
当初用于探测此次引力波辐射事件的LIGO探测器,因为此次引力波而观测到了不足一颗质子直径万分之一的长度变化,由此确认了此次引力波的存在。
而,波长已经短到仅有1200公里的引力波就已经如此难以探测,那么,原初引力波这种波长与整個可观测宇宙等价,也即约960亿光年的引力波,又该如何观测?
面对这种引力波,已经发展到三级文明巅峰,已经拥有众多引力波探测手段的人类,硬要去探测也是做不到的。
现阶段的人类,已经在星系之中建造了间隔数千万公里的激光基地。
对于引力波探测器来说,可以简单认为,探测器的臂长越长,探测精度越高。
而建造在星际太空之中,相互间隔数千万公里的激光引力波探测器,等价于臂长高达数千万公里——作为对比,当初探测到黑洞合并引力波的探测器的臂长是4公里——都无法探测到原初引力波。
而,人类还有探测精度更高的引力波探测手段,脉冲星计时阵列探测器。
脉冲星是中子星的一种。它具备极为强烈的辐射,且自转极为稳定。
高速旋转的脉冲星所发射出的电磁波,会像是灯塔的灯光一般,以固定的频率扫过地球。
人们便将脉冲星视作激光阵列干涉仪的激光基地,以此来探测引力波的存在。
原理很简单,脉冲星的辐射间隔是极为稳定的。如果有引力波通过的话,脉冲星的辐射间隔就会产生极为微小的变化。测量这个变化,就能测量引力波的性质。
通过这种手段的话,地球与被当做时钟的那颗脉冲星之间的距离,便可以等价于引力波探测器的臂长。
由此,人类便达成了将引力波探测器的臂长,升级到数百乃至于数千光年的地步。
从最初的臂长4公里,到后来的臂长数千万公里,再到此刻的臂长数千光年,人类在引力波探测方面的能力实现了极为巨大的飞跃,探测精度提升了何止千百倍。
但……很遗憾,就算探测精度提升了如此之多,面对原初引力波这种波长达到了可观测宇宙直径量级的怪物,都无能为力。
要探测原初引力波,需要另辟蹊径,需要全新的探测方法。
韩阳找到了理论上具备探测原初引力波的方法。
因为宇宙大爆炸早期以超光速暴涨,而原初引力波只能以光速传递的缘故,它被“封印”在了宇宙微波背景辐射之中。
宇宙微波背景辐射,可以简单视作宇宙自诞生之初的第一缕光芒,可以被称之为“原初之光”。
它是一种充满了整个可观测宇宙的电磁辐射,温度约为2.725开氏度。
原初引力波如果存在的话,那就必然已经成为了宇宙背景辐射的一部分。
而,凡是存在的,必然会留下痕迹。通过社会学手段而不是科学手段,韩阳已经知晓原初引力波是确实存在的,那么,这种痕迹也必然存在。
由此,韩阳便找到了完成引力子量子化的最终手段:通过对宇宙微波背景辐射的探测,找到原初引力波所造成的影响,并将它分离出来。
这同样是一件极为困难的事情。毕竟,就算这种影响确实存在,这种影响也必然极为微小。要探测到它,就必须具备灵敏度高到几乎不可思议的探测设备与手段。
但,就算这极为困难,它也毕竟是具备实现可能性的,而不是如同其余几种手段,譬如直接观测引力子、通过引力波探测器观测原初引力波等,根本不具备实现的可能性。
在完成了对于从云光文明之中购买的所有科学数据的消化吸收之后,韩阳确认,此刻的自己已经具备了理论上制造出精度足够高的观测设备的可能性。
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