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宇宙可能“记住”每一个引力波事件

北京时间6月10日消息,据国外媒体报道,宇宙可能“记住”它们在引力波事件发生后很久,引力波的时空非常微弱,直到最近人类还没有探测到它们,在万有引力之后波浪通过,他们可能会留下一个稍微改变的区域,换句话说,留下一些关于它们的“记忆”。

这些变化被研究人员称为“持久引力波可观测量”,它们比引力波本身弱,但效果可以持续更长时间。由于引力波,物体可能会轻微移动到不同的位置。在太空中漂移的粒子的位置也可能发生变化。即使时间本身可能会略微不同步,在地球上不同的地方以不同的速度运行。

这些变化是如此微小,以至于科学家几乎无法探测到它们。研究人员在论文中写道,观察这些影响的最简单方法可能是让两个人“携带一个小型引力波探测器”——这当然是一个笑话,因为探测器非常大。然而,研究人员可以使用其他方法来检测这些“宇宙记忆”。最明显的方法之一是找到现有引力波探测器镜的位移。

现在,科学家们可以通过构建能够长距离发射稳定激光束的探测器来搜索引力波。当光束稍微振荡时,它代表引力波通过的信号。通过研究这种振荡,物理学家可以测量引力波。第一次这样的检测是在2015年,从那时起,该技术不断改进,并且电流检测器可以在一周内检测到引力波事件。

这些引力波来自大规模的宇宙事件,例如黑洞和中子星在遥远的空间中相互碰撞和融合。然而,当这些时间和空间到达地球时,它们变得非常脆弱并且几乎不可能被发现。它们的长期影响甚至更难以发现。

然而,对探测器上反射镜的变化的测量非常精确,随着时间的推移,引力波引起的反射镜位移可能会变得十分显著,足以使研究人员发现它们。研究人员提出了一个数学模型,用来预测每个引力波经过时反射镜的位移。

检测这些长期影响的其他可能方法包括原子钟和自旋粒子。将两个原子钟分开一定距离,它们经历的引力波会有所不同,包括它们的时间扩展效应。由于其中一个原子钟比另一个原子钟慢,因此引力波读数之间的微小差异可能揭示出局部宇宙中引力波的“记忆”。

最后一个方法是观察微小的自旋粒子,在引力波经过前后,这个粒子的行为可能会发生改变。我们可以把它悬浮在实验室的一个小空间里,测量它的自旋速度和方向;然后在引力波经过后再测量一次。粒子行为的差异将揭示宇宙对引力波的另一种“记忆”。

虽然这只是一篇理论论文,但研究人员至少提供了一个有趣的新视角,鼓励其他科学家通过实验研究引力波。

宇宙可能“记得”每一次引力波事件