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望远镜不时地利用安第斯山脉理想的光学条件进行观测。
然后,用一小部分天空重建成千上万个星系的图像。
在5年的观测中,我们想要研究3亿个离我们数十亿光年远的星系。
精确测量暗能量的时代已经开始了。
揭开遥远灾难的秘密
最后,所有挑战之母,是最容易理解也最难以捉摸的交互作用—引力。
在伽利略和牛顿之后的几个世纪里,一代又一代的物理学家仍在思考最常见的力以及它在宇宙诞生之初所扮演的角色。
到目前为止,在现实中,引力已经逃脱了所有将其简化为其他力的尝试:相互作用的量子,即引力子,仍然是一个神秘的粒子,没有人能够记录引力波或产生一个令人信服的引力量子理论。
但进步是巨大的,伟大的发现可能就在眼前。
直接探测引力波的实验现在已经达到了相当成熟的水平,特别是自从大型干涉仪进入这一领域以来。
引力波是广义相对论所预言的时空的微妙涟漪,但它们是如此微弱,以至于迄今为止所有试图揭示它们的努力都未能成功。
通过对双星系统中脉冲星轨道收缩的观测,我们获得了引力波发射的间接证据。
脉冲星是一种非常紧凑的天体,其半径约为10km,质量甚至可以是太阳的两倍。
它们是高度磁化的恒星,以令人难以置信的速度自转,并向Poli发射电磁辐射脉冲[Poli因此得名,即“脉冲无线电之星”
(PulsatingRadioStar)的缩写]。
当两颗中子星形成一个双星系统时,它们都在围绕系统质心的椭圆轨道上自旋,在这种情况下,广义相对论预测它们轨道能量的一部分会以引力波的形式释放出来。
因此,较低的能量对应随着时间收缩的轨道。
这是拉塞尔·赫尔斯和约瑟夫·泰勒观测到的结果,这两位天文学家利用位于波多黎各的巨大Arecibo射电望远镜工作,他们详细研究了脉冲星B1913+16的情况。
由于这一发现,他们于1993年获得了诺贝尔奖。
从那时起,寻找引力波的直接探测已经成为一个优先事项,吸引了数百名科学家的兴趣和大型研究机构的注意。
调动的资源使我们能够安装以巨大干涉仪为基础的现代基础设施。
这些装置的工作原理很简单:激光束被分成两束,并向垂直方向发射。
两束光在最深的真空中传播几千米,然后被特殊的镜子反射回来,再次相遇。
光束的交叉产生的干涉现象取决于光路中最小的差异。
如果引力波通过,时空的扭曲就会拉长其中一束光,缩短另一束光,这样微小的差异就会产生信号。
用于寻找引力波的工具,是人类所能设计出的最精致的工具之一。
目前,他们能够检测到两束光的光程差为10~19m,是质子大小的万分之一。
如此高的灵敏度,是有望收集与电波通过相关信号所必需的。
这种能产生显著引力波的现象发生在离地球非常远的地方。
如果我们用电磁辐射来类比,辐射引力波,它需要一个引力波电荷,也就是一个加速的质量。
但是重力的弱点是这样的:只有当巨大的质量获得巨大的加速度时,才能产生足够强大的引力波,以便在地球上安装的实验中留下一些信号。
它涉及寻找灾难性的现象,比如超新星爆炸,两颗中子星合并形成黑洞的双星系统,或者两个特大质量黑洞合并。
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