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第9章 来自宇宙的声音引力波(第2页)

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2015年9月14日,星期一,本来这一天对于德拉戈来说与平日没有什么不同。

诺德施塔特是一块靠近汉诺威的安静区域,在这个阳光明媚的秋日早晨,他离开位于诺德施塔特的公寓,步行10分钟,来到了马克斯·普朗克引力物理研究所(theMaxPlanstitutefravitationalPhysics)。

该机构拥有约200名员工,大楼由两座现代的长方形建筑组成,中间隔着一条马路,由一条玻璃通道连接。

通常在早上9点,德拉戈就到了一楼的办公室,脱下外套后,坐在笔记本电脑前查看前一天晚上收到的邮件。

LIGo合作项目涉及不同国家和地区的大约1000人,不同地域的人之间有着时间差,这意味着电子邮件沟通是不间断的。

前一年,德拉戈从维罗纳附近的特伦托大学(theUyofTrento)来到德国。

他在阿尔伯特·爱因斯坦研究所(AlbertEiute)〔马克斯·普朗克引力物理研究所(MaxPlanstitutefravitationalPhysics)的非正式称呼〕做博士后时,在监控一种计算程序,它是用来分析美国的两个LIGO引力波探测器以及欧洲的Virgo(处女座)引力波探测器的输出信号,以从中筛选出可能是引力波的触发信号。

德拉戈保存了正在写的论文,翻到电子邮件收件箱,打开了未读邮件。

在比萨(Pisa)附近的Virgo探测器还没有投入运行,所以只有两个附件,一个来自路易斯安那州的利文斯顿,另一个来自华盛顿州的汉福德。

在利文斯顿的是一把长达4000米的激光“尺”

,而3000千米外的汉福德也有一把同样的激光“尺”

当德拉戈点击打开两个附件,并让二者一上一下分屏显示时,他注意到在东部标准时间早上5点51分,利文斯顿的尺发生了颤动,7毫秒——还不到1秒的1%——之后,汉福德的尺也发生了完全相同的颤动。

颤动显示为从左到右的蛇形线条,线条上下对称的偏移完美地反映了超级尺的伸缩。

在大约110秒的时间里,摆动变得越来越快,越来越强烈,在达到最大值后,快速消失。

毫无疑问,这就是一掠而过的引力波的标志信号。

这列引力波来自一对合并中的黑洞。

但是这个事实对于德拉戈来说太荒谬了,他一丝一毫都不相信自己看到的就是引力波信号。

尽管LIGO——也就是激光干涉引力波天文台(LaserIricGravitatioory)——已经运行1个月了,但其仍在进行工程升级,以提高其灵敏度,并且要到4天后的9月18日才开始按计划进行科学探测工作。

LIGO项目始于20世纪80年代,但直到现在,它的高新版本才接近探测所需的敏感度。

德拉戈在想,开机时间才这么短,探测到引力波的可能性有多大呢?可能性几乎为零。

这并不是引起德拉戈警觉的唯一事情。

引力波极其微弱[164],原因很简单,万有引力极其微弱,与把人体原子黏合在一起的电磁力相比,只有后者的11040。

[165]麻省理工学院的物理学家赖纳·韦斯(RainerWeiss)说:“爬楼梯的时候,你会觉得地球的引力真的很强大,但从物理学的角度而言,在自然界的四种基本力中,引力的效应可谓是微乎其微、不值一提的。”

这等于说,时空是非常坚硬的——比钢铁还硬1027倍。

振动鼓面很容易,但要振动时空的鼓面却非常困难。

尽管在空中挥挥手也会在时空结构中产生涟漪,但只有难以想象的最剧烈的物质运动,比如黑洞的合并,才能产生足以被21世纪的技术探测到的引力波。

然而,黑洞合并很可能是非常罕见的,这意味着产生引力波的事件很可能都发生在宇宙中离我们非常遥远的地方。

引力波在宇宙不可思议的巨大体积里扩散,它将被稀释成无限微弱的涟漪。

因此,所有人都预期,LIGo接收到的第一个信号应该是混杂在背景噪声里的、只能勉强辨别的微弱信号。

但是,德拉戈在电脑屏幕上看到的信号一点也不微弱。

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