新浪科技|BICEP3实验:引力波是宇宙膨胀谜团的重要线索


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如果存在正确解释宇宙膨胀模型的理论 , 那就是寻找宇宙膨胀产生的引力波 , 以及膨胀过程中被转移的物理和能量 , 特别是引力波会在宇宙微波背景的偏振光中留下印记 。
新浪科技讯 北京时间11月2日消息 , 据国外媒体报道 , 目前 , 南极望远镜一项宇宙微波背景观测最新分析几乎排除了当前几种宇宙膨胀理论模型 , 物理学家通过筛选宇宙最早出现的光线——宇宙微波背景(CMB) , 来寻找原始引力波迹象 。
但是南极BICEP3实验的最新结果并非一无所获 , 它收紧了宇宙膨胀模型的限制 , 这从理论上解释了宇宙存在的几个令人困惑的特征 , 并且认为宇宙诞生不久后就应该产生引力波 。
BICEP3实验首席研究员、美国斯坦福大学物理学家郭朝林(音译)说:“基于最新实验结果 , 曾认为颇有希望的宇宙膨胀模型现已被排除了 。 ”目前该研究报告发表在10月4日出版的《物理评论快报》杂志上 。
宇宙爆炸
宇宙膨胀出现在宇宙非常早期阶段 , 宇宙空间从氢原子大小膨胀至1光年直径 , 仅用了光线掠过相同氢原子所需时间的万亿分之一 。
宇宙膨胀理论可以解释很多现象 , 尤其是为什么宇宙看起来相当平滑 , 在各个方向上看上去都是一样的 , 为什么空间是平坦的 , 为什么宇宙没有磁单极 。 然而 , 物理学家迄今还没有完全计算出解释一些现象的确切细节 , 他们曾想出了许多可能发生宇宙膨胀的不同方式 。
如果存在正确解释宇宙膨胀模型的理论 , 那就是寻找宇宙膨胀产生的引力波 , 以及膨胀过程中被转移的物理和能量 , 特别是引力波会在宇宙微波背景的偏振光中留下印记 。

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【新浪科技|BICEP3实验:引力波是宇宙膨胀谜团的重要线索】位于南极的BICEP3实验望远镜 。
偏振引力波
偏振光有两个组成部分:在天空中盘旋的B模型和以有序线条排列的E模型 , 虽然具体细节决定哪个膨胀模型是正确的 , 但原始引力波应该显示为B和E模型 。
斯坦福直线加速器中心(SLAC)首席科学家泽尔山·艾哈迈德称 , 大约十几年前 , 研究人员开始研究宇宙微波背景B偏振模型 , 寻找原始引力波存在的证据 , 随着时间的推移 , 实验细节发生了较大变化 。 据悉 , 艾哈迈德曾在南极研究过BICEP系列实验 。
BICEP1实验部署了大约50个精加工金属喇叭 , 可以探测到微波辐射产生的微小差异 , 每个金属喇叭都配备了热传感器和极化栅格来测量偏振现象;BICEP2实验实现了技术飞跃——新一代超导探测器可以密集地部署在同一区域 , 之后的凯克阵列望远镜基本上就是将BICEP2类型望远镜整合成一个望远镜阵列 。

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