宇宙结构中的涟漪可能追溯到我们所知的一切的开始环球观焦点

来源：cnBeta 　2023-01-22 20:33:33

(资料图片)

科学家们在发现如何利用被称为引力波的时空涟漪来窥视我们所知的一切的开始方面取得了进展。研究人员说，他们可以通过了解宇宙结构中的这些涟漪如何流经行星和星系之间的气体，更好地了解大爆炸后不久的宇宙状态。

中子星合并形成黑洞的数值模拟，它们的吸积盘相互作用，产生电磁波。资料来源：L. Rezolla (AEI) & M. Koppitz (AEI & Zuse-Institut Berlin)

"我们不能直接看到早期宇宙，但是如果我们探测当时的引力波是如何影响我们今天可以观察到的物质和辐射，也许我们可以间接地看到它，"在《宇宙学和天体粒子物理学杂志》上报告这一结果的论文的主要作者Deepen Garg说。Garg是普林斯顿等离子体物理项目的研究生，该项目设在美国能源部（DOE）的普林斯顿等离子体物理实验室（PPPL）。

加格和他的导师伊利亚-多丁（Ilya Dodin）同时隶属于普林斯顿大学和PPPL，他们从对聚变能源的研究中改编了这项技术，聚变能源是为太阳和恒星提供动力的过程，科学家们正在开发这种能源，以便在地球上创造电力，而不排放温室气体或产生长寿命的放射性废物。聚变科学家计算电磁波是如何在等离子体中移动的，等离子体是电子和原子核的汤，为被称为托卡马克和恒星仪的聚变设施提供燃料。

事实证明，这一过程类似于引力波在物质中的运动。Garg说："我们基本上把等离子体波机器用于解决引力波问题。"

引力波是爱因斯坦在1916年首次预测的，作为他相对论的理论，是由非常密集的物体的运动引起的时空干扰。它们以光速传播，在2015年首次被激光干涉仪引力波天文台（LIGO）通过华盛顿州和路易斯安那州的探测器探测到。

Garg和Dodin创造了一些公式，理论上可以引导引力波揭示天体的隐藏属性，比如许多光年外的恒星。当引力波流经物质时，它们会产生光，其特性取决于物质的密度。

物理学家可以分析这些光，发现数百万光年外的恒星的特性。这种技术也可以导致发现中子星和黑洞的粉碎，即恒星死亡后的超密度残余物。它们甚至有可能揭示出在大爆炸和我们宇宙的早期时刻所发生的信息。

"这项研究开始时并没有意识到它可能变得多么重要。"Dodin说："我以为这对一个研究生来说是一个为期6个月的小项目，会涉及到解决一些简单的问题。但是一旦我们开始深入挖掘这个主题，我们就意识到对这个问题的理解非常少，我们可以在这里做一些非常基本的理论工作。"

科学家们现在计划在不久的将来使用该技术来分析数据。"我们现在有一些公式，但得到有意义的结果还需要更多的工作，"Garg说。

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