新型引力波探测器发现神秘时间起源信号

北京时间 9月23日消息,据国外媒体报道,目前,科学家在一个小型引力波探测器中发现的两个神秘信号可暗示存在各种奇异现象,从新物理现象至与黑洞发生交互作用的暗物质,以及邻近宇宙起源的振动,但是由于该实验的新奇性,研究人员对宣布任何一项发现都持谨慎态度。

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该图像显示的引力波探测器的微型晶体中心,这是一个未连接任何电极的空谐振器。

该图像显示的引力波探测器的微型晶体中心,这是一个未连接任何电极的空谐振器。

激光干涉仪引力波天文台(LIGO)等设备使用巨大激光驱动探测器来寻找时空结构产生的巨大涟漪,即引力波,它们来自遥远宇宙中的黑洞和中子星的碰撞,该碰撞事件非常强大,会震动时空结构,形成波长达数百公里的浪涌。

在大型天文台建造之前,科学家们就曾怀疑宇宙中存在较大等级的引力波,因为他们知道有时黑洞和中子星会发生碰撞。

目前我们并未掌握到任何已知波长在几米至几公里之间的较短波长引力波来源,然而,在宇宙中总会有我们意想不到的事情发生。近年来,全球各地的科研人员致力于研制新型探测器,用于搜索较小引力波,其中就建造了一个探测器,该装置是由一个直径3厘米的石英晶体制成的圆盘和一个谐振腔组成,当谐振腔以特定频率振动时就会产生电信号。

这个装置可以比作以特定音调鸣响的钟或锣,如果引力波击中它,就会激发它,然后电子传感器将晶体圆盘产生的铃声作为电磁信号进行接收。

研究人员将探测器放置在多个辐射屏蔽层之后,以保护它免遭背景电磁场的影响,并将其冷却至极低温度,从而最大限度地减少仪器产生的热振动。在153天的实验中,晶体圆盘产生两次铃声,每次持续一至两秒。该研究团队将研究报告发表在8月12日出版的《物理评论快报杂志》上。

目前科学家正在试图找出导致该结果的原因,一种可能的解释是来自太空的一种叫做宇宙射线的带电粒子。一种之前未知的晶体热波动可能是另一种原因,由于超冷的温度,这种热波动应该是最小的。

研究人员在报告中指出,同时还存在许多意想不到的可能性,例如:一种被称为轴子的暗物质,它围绕着黑洞旋转,并释放引力波。许多解释可能需要之前未知的物理原理支持,而不是描述适用宇宙中几乎所有亚原子粒子和作用力的标准模型。

在大爆炸后不久,宇宙学家认为宇宙经历了“膨胀时期”,在此期间宇宙大小呈指数级膨胀。在膨胀时期末期,宇宙可能经历了一个相变,有点像水在沸腾时从液体变成气体。如果宇宙发生这样的相变,该转变可能会在时空结构上沉积大量的能量,产生引力波,这在实验中可以观察到。

目前还没有足够的证据表明通过托巴尔的探测装置或者其他探测器能获得重大发现,但研究人员对此类实验充满信心,并期待未来获得突破性发现。

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