引力波“海啸”创下有史以来探测到的最大时空涟漪记录
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【菜科解读】
创纪录的引力波“海啸”——时空结构中的涟漪——可能有助于解开宇宙及其恒星如何演化的谜团,菜叶说说,并对爱因斯坦的广义相对论进行检验。
在美国激光干涉引力波天文台 (LIGO) 和意大利 Virgo 干涉仪工作的科学家在 2019 年 11 月至 2020 年 3 月期间探测到了惊人的 35 个独立的引力波事件,占迄今为止发现的总数的三分之一以上。
研究人员于 11 月 5 日将他们的发现发布到预印本数据库arXiv 中,这意味着他们尚未经过同行评审。
引力波是当两个极其致密的物体(例如中子星或黑洞)被锁定在彼此环绕的双星轨道中并最终碰撞时,在时空结构中产生的冲击波。
这些时空涟漪于 2015 年首次被发现,但从那时起,科学家们越来越善于发现在我们宇宙海岸上掠过的波浪。
“这些发现表明,自LIGO和处女座开始观测以来,他们探测到的引力波数量增加了10倍,”合著者苏珊·斯科特在一份声明中说,她是澳大利亚国立大学的天体物理学家,也是国际高级LIGO团队的成员。
“这真的是一个引力波探测的新时代,不断增长的发现数量揭示了整个宇宙中恒星的生死信息。
”
LIGO 和 Virgo 探测器通过拾取它们在穿过探测器时在空间结构中产生的微小扭曲来发现引力波。
L 形探测器有两个臂,内部有两个相同的激光束——两个 LIGO 探测器中的每一个都有 2.48 英里(4 公里)长的臂,而 Virgo 的臂长 1.86 英里(3 公里)。
如果引力波穿过地球,探测器一个臂中的激光会被压缩,另一臂会膨胀,从而提醒科学家注意引力波的存在。
但这些扭曲的微小尺度——通常是质子或中子的千分之几——意味着探测器必须非常灵敏。
据科学家称,35 个新探测中的 32 个来自遥远的黑洞合并。
随着宇宙庞然大物无限密集的核心以越来越快、越来越紧密的循环方式相互缠绕,它们最终结合在一起,形成了一个更大的黑洞。
在这些事件之后产生的引力波,就像扔石头后池塘里形成的涟漪一样,可以揭示很多关于形成它们的黑洞的信息。
“观察这些双星系统中黑洞的质量和自旋表明这些系统最初是如何聚集在一起的。
”斯科特说。
“这也提出了一些非常有趣的问题。
例如,这个系统最初是由两颗恒星共同经历生命周期并最终成为黑洞形成的吗?或者这两个黑洞是在一个非常密集的动力环境中推挤在一起的,例如在银河系的中心?”
观测结果揭示了整个宇宙中黑洞大小的惊人多样性。
例如,一对黑洞的质量是太阳质量的 145 倍,而另一对仅为太阳质量的 18 倍。
其它三个波探测稍微神秘一些,可能来自无限密集的黑洞与其他密度较小的宇宙物体的合并。
天文学家说,这些第二个物体很可能是中子星——在被称为超新星的巨大恒星爆炸后形成的大质量恒星的超高密度残余物。
而这些更奇怪的信号可能只是被检测到的许多此类信号中的第一个。
探测器灵敏度的提高将使科学家能够从更意外的来源中获取更微弱的信号。
这不仅可以让他们对宇宙中产生引力波的恒星和恒星残骸的性质和演化有一些前所未有的一瞥,而且还可以让研究人员设计出对引力定律的新测试——由阿尔伯特爱因斯坦的广义相对论提出——描述所有大质量物体的行为。
“我们的最新结果证明,它们黑洞有多种大小和组合——我们已经解决了一些长期存在的谜团,但也发现了一些新的谜团。
”共同作者、苏格兰格拉斯哥大学的天文学家克里斯托弗·贝瑞 (Christopher Berry) ,在一份声明中说。
“通过这些观察,我们更接近于解开我们宇宙的基石恒星如何演化的奥秘。
”
真的有反物质宇宙存在吗?
东南大学与诺贝尔物理奖获得者、著名科学家丁肇中签署合作协议,参与AMS(Alpha Magnetic Spectrometer)—03型探测器的研究,成为目前我国唯一加入这一世界最前沿科研项目的高校。
这也引起了一个引人入胜的话题:有反物质宇宙存在吗?从哲学角度来讲,这个问题很容易回答。
我国古代的太极图似乎也暗示了它的存在,部分天文学家也认为有存在的可能,但现代天文学还拿不出令人信服的证据。
否定反物质的人很多,美国宇宙学家施拉姆(Schramm)说:“大多数理论家的直觉,不存在反物质。
这意味着如果你找到它,那是一个伟大的发现,证明这些理论家都是错误的。
但是最大的可能是,这意味着你找不到它。
” 目前,由丁肇中主持的这项研究已有16个国家的科学家参与其中,投入的资金更是高达1000多亿美元。
许多科学家表示:只要能发现宇宙反物质的存在,那么这将是当之无愧的诺贝尔奖。
该探测器将于2005年发射升空并永久停留在太空,东南大学还将建立一个数据接收分析中心和培训中心作为配套项目。
丁肇中认为,如果反物质确实存在,当正物质与反物质碰撞时可以产生巨大的能量。
他现在所主持的“寻找宇宙中的暗物质和反物质”的研究已进行多年,目前已取得一些重要成果。
“但是,从这一领域发展的历史来看,人们要有思想准备,也许我们会发现意想不到的东西,与原先想研究的东西毫无关系。
”丁肇中很慎重地表示。
从拉普拉斯大预言谈起天体有巨大的引力,在巨大的引力作用下,会发生各类反应,并发光发热。
物极必反,拉普拉斯(P?S?Laplace)曾经大胆预言:宇宙中最大的天体有可能是看不见的。
当引力随质量增大时,天体会变成一个一无所有的区域,既不发热,也不发光,现在我们称之为“黑洞”(Black Hole)。
因此宇宙更多的是由不可见的暗物质或反物质组成,我们肉眼和天文仪器所能“看”到的只是以恒星或以星系形式存在的宇宙结构,这些物质只占宇宙总体的10%,90%的物质是以暗物质或其他结构形式存在。
显而易见,对可见物质的巨大引力的存在表明了暗物质或反物质的存在。
可是我们用光无法探测到,用红外线、紫外线和X光都无法探觅到它们的足迹。
同样的,对应着现存的星系结构体系,有由相反的反宇宙结构体系存在吗?其实早在1898年,一位英国物理学家就提出:与物质存在一样,有一个镜像对应的反物质存在。
受当时科学水平和试验条件的限制,这个反物质概念没有一点事实依据,因此在宇宙深处存在由反物质组成的宇宙恒星云只能属于纯粹意义上的假说。
1997年科学家宣布发现了“银心反物质喷泉”极大地震撼了整个物理学界,使科学家们寻找反物质的热情一下子高涨起来。
1998年6月3日,由丁肇中教授发起的带有全球意义的寻找宇宙反物质事件,使得这一领域一度成为全球科学家最为关注的焦点。
制造反物质1928年,英国年轻的物理学家,诺贝尔奖获得者狄拉克(P?A?M?Dirac)首次预言存在反粒子。
1932年,美国科学家卡尔?安德孙(C?D?Anderson)等在云雾室里研究宇宙现象过程中发现了反电子,并将其正式命名为“正电子”,狄拉克的预言得到科学实验的证实。
狄拉克还预言了其它反粒子的存在。
物理学家已先后制造出多种反粒子和反原子核。
例如:1955年美国加利福尼亚州立大学伯克莱分校的物理学家张伯伦(O?Chamberlain),使用高能质子同步稳定加速器,用高能质子去轰击铜,结果便制造出了反质子。
接着第二年发现了反中子,稍后又有反中微子、反介子、反超子……,其中反西格马超子是我国科学家王淦昌在10吉电子伏同步稳相质子加速器上发现的。
有反粒子必然有反物质,但制造反物质并非易事。
事实上,直到1996年初,人类才在日内瓦欧洲核子研究中心(CERN)首次成功制造一种反物质---9个反氢原子。
事隔一年,美国费米(Fermi)加速实验室也成功制造了7个反氢原子……高能物理的发现激励着更多的科学家从事这项重要的基础研究。
目前科学家们制造的反物质虽然不是很多,存在时间还不到400亿分之一秒,但是科学家们已经见到了曙光。
如果反氢原子是氢原子的镜像的话,宇宙中就有可能存在反物质天体,虽然它的光谱和普通星系的光谱一样,令我们无法区分它们。
自然地,茫茫宇海成为科学家寻找反物质的理想场所。
奇妙的反物质世界爱因斯坦早年可能也意识到了反物质的存在,从他的研究中我们会发现一些蛛丝马迹。
他曾建立了一个物质总能公式:E=C2P2M2C2根据这个公式推算,物质的总能量有正负两个值,这意味着,世界上存在负物质。
我们更关心的是,有反物质世界存在吗?这不禁会使人联想到美国电影《费城实验》,其实这个实验是有生活依据的。
1943年12月,美国海军在费城进行了一项秘密实验(The Philadelphia Experiment),试验成功地将以艘驱逐舰及全体船员投入到另一空间。
在实验过程中,实验人员启动脉冲和非脉冲器,使船只周围形成了一个巨大的磁场。
随后整条船被强磁场所产生的绿色烟雾包围着,船只和船员也开始从人们的视线中消失。
军方在停止实验后,却惊奇地发现他们的驱逐舰在眨眼之间已经驶到了远在470公里开外的诺福克(Norfolk)码头。
这个实验令很多科学家目瞪口呆。
相传,此后一些船员身上仍留有实验的反应,不论在家里,在街上,在酒吧间或饭店里,都会突然地消失又重现,让旁观者惊讶不已。
参与这项实验的吉索普(Morris K?Jessup)博士认为,强烈的磁云能够重新排列人类和物质的分子结构,使其进入另外的时空。
费城实验的进行在科学上具有深远的意义,它不仅证实了自然界中的确有另外的空间存在,同时也表明了将人类及装备暂时投入另一空间的可行性。
可是要是我们找到了反物质世界,并且走了进去,那才真正发现一个奇妙的世界呢。
所有的物理定律都要翻个个儿,正如科幻小说家描写的那样,在反物质世界里,力的作用恰好相反,你如想扣起反物质物体,就得把物体向下按;反物质做成的钉子,先要对准墙向外拔它,它才会钻进墙里。
我们的基础理论仿佛在一夜间就变了个样,谁也不敢想像在这样的世界里究竟会发生什么或者正在发生什么。
反物质引发的大爆炸由于反物质与物质是水火不相容的,一旦它们相遇,两者便很快消失,同时释放出巨大的能量和比普通可见光强约25万倍的伽玛射线。
这就为那些研究地球上神秘大爆炸的西方科学家找到了借口。
1908年6月30日凌晨7时17分,在西伯利亚通古斯发生了一起相当于数百颗原子弹当量的爆炸,其规模之壮观使得远在伦敦的人连续两个晚上能够看到北部天空所呈现的红色,尽管科学家分别在1921年、1927年和1929年对该地区进行了多学科的联合考察,但令人失望的是,该地区没有发现任何陨石和其它坠落体的残片。
1979年9月22日,美国的军用卫星“贝拉号”在非洲西南拍摄到了一次“强烈的大爆炸”的照片,并于1981年初再次在该地区拍摄到了这一类似“爆炸”现象。
令人大惑不解的是:在此之前,只有美、苏 、英三国拥有核能力,且早在1963年三国就签署了地下核试验条约,而“贝拉号”的发射目的正在监视签约国的,那么是谁跑到如此遥远的地方进行核试验的呢?最近的一次发生在1984年4月29日夜间,荷兰航空公司的868班机在22时30分,日本航空公司第36次航班在23时15分左右,都在途中发现了神秘的蘑菇云,并且还伴随着强烈的白光。
同一条航线上另外两架航班也目睹了这神秘的一幕。
可是卫星云图则说明天气情况良好。
更不可思议的是,调查表明爆炸空域受到了明显的放射污染。
所有这一切,一些科学家都把它归结为反物质爆炸,在未找到宇宙反物质之前,谁也无法找到反驳他们的理由。
黑洞与反物质通道根据广义相对论引力场方程推出:宇宙中的黑洞是连接两个分离时空区的隧道,假如反物质世界处于另一时空,那么黑洞就可能是反物质世界的通道。
但对于黑洞内部我们仍然一无所知,确切地说,黑洞内部就是一个反物质世界,而远非“黑洞无毛理论”(No Hair Theorem)所说的那么简单。
有人把反物质世界和物质世界关系用一张纸条来加以证明。
取一张小纸条,完好地把两头粘连起来,试想,如果有一只蚂蚁在外表爬行,它怎样才能进入另一面呢?有两个办法:一是爬过纸带边缘;一是在纸带上打个洞。
可是如果我们把纸带的一头旋转180再粘连上,纸带的两面就变成了一面,蚂蚁只要在纸带上爬行就可以随意地出入纸带内外。
如果宇宙是一个整体,我们只要进入黑洞,就可以进入反物质世界。
可是至今,我们还从未听人说起曾到黑洞旅游过。
未解之谜:宇宙中最危险的星球?宇宙中最危险的星球有哪些
2、宇宙中十大最恐怖星球 钻石行星 一颗填满钻石行星可能听起来相当奢华,但是要知道科学家认为富碳恒星系统是极其不利于生命的存在,因为氧无法参与水分子的形成。
3、第二个最恐怖天体应该是黑洞, 黑洞是由八倍以上太阳大的恒星,其内部的核聚变完成后,才能产生巨大的引力,依靠巨大的引力,把它周围的小行星、彗星、星云,甚至行星恒星都收入囊中,来壮大自己。
4、下面就和大家一起聊聊在宇宙中有哪些不适宜人类移居的恐怖星球。
5、这次咱们说说宇宙中最恐怖的星球。
科学家发现一颗叫做TrES-2b的系外行星,它距离太阳系750光年,这颗星球拥有恐怖的根源,就是黑暗。
北落师门b,是颗僵尸行星。
为什么说金星是太阳系中最可怕的行星?1、金星最危险。
金星环境非常恶劣。
金星是八大行星中离太阳最近的行星。
它的表面温度非常高,是八大行星中最高的。
当天气最热的时候,温度会更快达到500度,这500度会持续很长时间,因为金星自转非常慢。
2、更令人气愤的是,金星是太阳系八大行星中唯一逆转的行星,也就是说,在金星上,太阳是从西边升起,从东方落下。
3、应该是金星。
金星是一颗类地行星,因为其质量与地球类似,体积是地球的88%,质量为地球的82%,有时也被人们叫做地球的姐妹星。
金星也是太阳系中唯一一颗没有磁场的行星。
但金星的表面环境极其恶劣。
4、其次就是金星的自转和公转也是一大谜团,我们常说太阳从东方升起西方落下,这个规律在太阳系其它六大行星中都适用,可唯独金星是反的,在金星上太阳是从西方升起,东方降落。
5、木卫一:你会被熔融海和辐射蒸发掉。
木卫一是木星最大的卫星,也是整个太阳系中最活耀的火山群,整颗星球都被不断射出岩浆的熔融覆盖,最高可以喷至200里的高空。
木卫二:你会被盐水活活冻死。
6、金星:金星虽然离太阳稍远,但由于它有以CO2。
为主要成分的浓密大气层,温室效应使它的表面温度高达470℃,大气压力是地球的90倍。
宇宙中最吓人的星球1、木星:你会被压力压爆,外加被暴风电死。
宇宙中最恐怖的星球木星,如果你决定去木星旅游,你会立马被全太阳系最巨大的压力压到内爆,外加被大气层里的数百个风暴给电死。
海王星:你会到处飞的被碎冰打死。
2、最可怕的星球1 第一个、GLIESE-581c行星,这颗行星和地球高度相似,科学家们认为它的存在可能会让人类的文明面临挑战。
3、宇宙中十大最恐怖星球 钻石行星 一颗填满钻石行星可能听起来相当奢华,但是要知道科学家认为富碳恒星系统是极其不利于生命的存在,因为氧无法参与水分子的形成。
4、TrEs-2b 行星 科学家发现一颗叫做TrES-2b的系外行星,它被称为迄今观测到的最黑暗行星,其表面一片漆黑,几乎不反射任何光线,甚至比煤炭还要黑。
这颗行星的表面被恒星烘烤着,温度可达到980摄氏度。
宇宙中恐怖的星球是什么星球木星:你会被压力压爆,外加被暴风电死。
宇宙中最恐怖的星球木星,如果你决定去木星旅游,你会立马被全太阳系最巨大的压力压到内爆,外加被大气层里的数百个风暴给电死。
十大恐怖行星分别是:钻石行星、CoRoT-2a行星、僵尸行星、系外行星TrES-2b、地狱行星、Keplerb、55巨蟹座ê、HD209458b、Gpese 1214b、HD189733b。
钻石行星 钻石行星看上去表面散布钻石,实际上为岩石行星。
开普勒-78b 开普勒-78b是一个与地球极为相似的星球,在最早发现的时候,还有科学家觉得这极有可能是第二颗地球,可是再后来的观测中才发现开普勒-78b简直是宇宙中最恐怖的星球了。
黑洞,中子星或白矮星。
黑洞是现代广义相对论中,宇宙空间内存在的一种天体。
黑洞的引力很大,使得视界内的逃逸速度大于光速。
宇宙最恐怖的星球1 太阳:你会被一棵巨大火球燃烧殆尽。
虽然太阳是我们能够生活在地球的关键,但它也是太空中的一个巨型核爆,能够毁灭所有物种。
太阳温度达华氏1万度 约摄氏5537度,重量相当于33万个地球。
#p#分页标题#e#宇宙中最恐怖的星球 宇宙中最恐怖的星球外星人都敬三分就是金星,金星是太阳系中的一颗古怪的行星,虽然金星与地球有许多相似之处,但这两颗星球却走向了不同的演化方向。
在未知的宇宙中,有哪些非常恐怖的星球?1、十大恐怖行星分别是:钻石行星、CoRoT-2a行星、僵尸行星、系外行星TrES-2b、地狱行星、Keplerb、55巨蟹座ê、HD209458b、Gpese 1214b、HD189733b。
钻石行星 钻石行星看上去表面散布钻石,实际上为岩石行星。
2、宇宙中十大最恐怖星球 钻石行星 一颗填满钻石行星可能听起来相当奢华,但是要知道科学家认为富碳恒星系统是极其不利于生命的存在,因为氧无法参与水分子的形成。
3、宇宙中太阳、木卫木卫土卫木星等等,都是比较恐怖,可以释放巨大的能量。
详细内容 01 太阳:你会被一棵巨大火球燃烧殆尽。
太阳是我们能够生活在地球的关键,但它也是太空中的一个巨型核爆,能够毁灭所有物种。
4、宇宙中恐怖的星球是什么星球1 太阳:你会被一棵巨大火球燃烧殆尽。
虽然太阳是我们能够生活在地球的关键,但它也是太空中的一个巨型核爆,能够毁灭所有物种。
太阳温度达华氏1万度 约摄氏5537度,重量相当于33万个地球。