宇宙的奇跡在我們麵前展開一個又一個未知的世界,星空浩瀚無際,在閃耀的星光背後更藏著無人知曉的秘密。相信現代文明的飛速發展必將揭開更多的自然之謎。
引力波之謎:宇宙初生的“啼哭”
多年以來,科學家們盡管屢次失敗,但仍一直不懈地嚐試探測理論上存在的時空漣漪——引力波。它是宇宙初生時的“啼哭”嗎?關於引力波的研究,是否會幫助科研人員探測其他神秘而強大的宇宙事件?
宇宙初生時的“啼哭”
引力波是愛因斯坦在廣義相對論中提出的,即物體加速運動時給宇宙時空帶來的擾動。通俗地說,可以把它想象成水麵上物體運動時產生的水波。但是,隻有非常大的天體才會發出較容易被探測到的引力波,如超新星爆發或兩個黑洞相撞時,而這種情況非常罕見。
引力波有宇宙初生時的“啼哭”之稱,它自宇宙誕生後便一直四散傳播,現在可探測到的餘響能量非常小,被稱為“隨機引力波背景”。在“激光幹涉引力波觀測台”中,科學家努力在長達4公裏的激光光線中尋找“隨機引力波背景”帶來的比一個原子核還小的擾動。
引力波有助於揭開宇宙誕生之謎
宇宙大爆炸理論認為,宇宙是從一個無限小的奇點開始的,迅速膨脹並且至今仍在膨脹。根據該理論,大爆炸之後瞬間所發生的情形,對於我們探究宇宙誕生之謎至關重要。
科學家很難將觀測延伸至久遠的宇宙誕生之初,不過引力波有宇宙初生時的“啼哭”之稱,它自宇宙誕生後便一直四散傳播,對其進行觀測,對更好地理解宇宙誕生和時空本質極為關鍵。
根據經典理論,大爆炸之初產生了大量的引力波,有些引力波直到現在還漫布在宇宙中。這種隱藏在時空深處的背景波的波長將由年輕的宇宙結構所決定。
《自然》雜誌曾經發表的研究也提供證據證明引力波觀測將開啟天文學的新紀元,讓科學家能夠研究此前未能發現的宇宙現象,例如超新星和黑洞。
“宇宙中最明亮的天體”——類星體
20世紀60年代,天文學家在茫茫星海中發現了一種奇特的天體,從照片看來如恒星但肯定不是恒星,光譜似行星狀星雲但又不是星雲,發出的射電(即無線電波)如星係又不是星係……那麼它到底是什麼呢?
宇宙中最明亮的天體
類星體是類似恒星天體的簡稱,又稱為似星體、魁霎或類星射電源,與脈衝星、微波背景輻射和星際有機分子一道並稱為20世紀60年代天文學“四大發現”。長期以來,它總是讓天文學家感到困惑不解。
類星體是宇宙中最明亮的天體,它比正常星係亮1000倍。同時,它也是迄今為止人類所觀測到的最遙遠的天體,距離地球至少100億光年。類星體是一種在極其遙遠距離外觀測到的高光度和強射電的天體。類星體比星係小很多,但是釋放的能量卻是星係的千倍以上,類星體的超常亮度使其光能在100億光年以外的距離處被觀測到。據推測,在100億年前,類星體比現在數量更多,光度更大。
多重紅移
絕大多數類星體都有非常大的紅移值(用Z表示)。類星體3C273(QSO1227+02)的Z=0.158,遠遠超過了一般恒星的紅移值。有不少類星體的紅移值超過了1,有的甚至達到4以上,至今發現的最遠的類星體為ULASJ1120+0641,其紅移達到7.1。根據哈勃定律,它們的距離遠在幾億到上百億光年之外。觀測發現,有的類星體在幾天到幾周之間,光度就有顯著變化。因為輻射在星體內部的傳播速度不可能快於光速,因此可以判定這些類星體的大小最多隻有幾“光日”到幾“光周”,大的也不過幾光年,遠遠小於一般星係的尺度。