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引力波/重力波:世界天文界联合公布重大发现?@2017-10-16日

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hkhtg090201 发表于 2014-3-18 10:50 | 显示全部楼层 |阅读模式

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引力波,还没有此专题,貌似非常前沿,最近有突破。
 楼主| hkhtg090201 发表于 2014-3-18 10:52 | 显示全部楼层
  专访发现引力波第一作者:宇宙暴涨直接证据
      2014年03月18日 02:37   新浪科技


本次研究的第一作者:哈佛大学的约翰·科瓦克博士在南极
    新浪科技讯 北京时间3月18日凌晨,哈佛大学的约翰·科瓦克博士向世界宣布他和他的射电天文学团队发现了来自大爆炸的引力波证据。他们是根据对宇宙微波背景辐射(CMB)的研究得到这一结果的,CMB常常被天文学家们称作是“大爆炸的余晖”。他们的研究工作使用的是BICEP2,这是一台架设在南极的实验性望远镜设备。研究组对宇宙微波背景辐射的偏振信号开展研究,就像是光线中存在的偏振现象一样。
 
   结果他们得到一张偏振地图,它的样子让人感觉就像是在磁场中洒在一个平面上的铁粉,拥有一种独特的,略呈涡旋状,或卷曲状的形态,这种现象被称作“B模”。这是宇宙在暴涨过程中产生的引力波扩散的证据。而所谓暴涨是指宇宙在大爆炸之后经历的一段短暂的极速膨胀时期。如果这项发现被证实,那么它将让我们现有的宇宙学理论建立在一个坚实的基础之上。而对于挤出物理学的研究也将具有重要意义。
  科瓦克是一名任职于哈佛大学-史密松天体物理中心的射电天文学家。以下他回答了一些《自然》杂志提出的问题:
   问:在BICEP2有关宇宙微波背景辐射的数据中我们看到了什么?

  答:我们最看重的结果是我们探测到的结果对于暴涨模型的意义究竟是什么。我们看到的是原初引力波的直接图像,它让光线呈现一种独特的偏振模式。宇宙微波背景辐射是宇宙在大爆炸之后38万年时留下的痕迹,当时辐射首次得以自由穿过空间,而引力波则是在宇宙大爆炸之后一瞬间便出现,并被叠加在了CMB的信号之中。    
      问:那么这项发现还有哪些其他的重要方面?

  宇宙学领域的任何人都知道,但并不都是人人赞同的一点是,要想对暴涨过程的B模形态进行预测,不仅取决于引力波现象,还有引力本身的偏振性。暴涨假设一切物质都源于量子振荡,随后在暴涨的过程中被放大。因此从深层来说,这项发现的基础就在于量子力学以及引力理论必须是正确的。   
  问:这一次在BICEP2的数据中观察到的B模偏振性要比普朗克空间望远镜得到的结果高出几乎两倍,这一点是否有什么问题?
  答:普朗克的数据来自一张CMB的温度分布图,而不是直接进行的偏振性测量。我们在进行分析时一直万分小心谨慎,但我必须承认我们的数据相比普朗克的数据显示出的高信噪比让我们在过去的三年时间里一直在试图找出所有可能导致误差的系统性解释。我们已经做了最充分的系统分析,那是我到目前为止做过最详尽的这类分析工作。   
  问:你是在何时意识到自己可能已经找到了人们长期梦寐以求的“暴涨理论的直接证据”?
  答:去年秋天,当我们首次将BICEP2的信号与BICEP1的信号进行比对的时候。那是非常有力的证据,因为 BICEP1采用了非常不同的探测器,使用了老得多的技术。我们使用两种完全不同的仪器,采用完全不同的技术,但却检测到同样的信号,这就让怀疑的空间大大减小了。当时我们组内的最后一点质疑也终于被打消了。
  12月初的时候我正在南极,我们在那里召开了紧张的会议,我在会上展示了我们的数据已经通过的检验,并列出了还需要通过哪些检验,并决定一旦那些检验也全部通过,我们就要发表我们的论文。
  问:当时你们庆祝了吗?或者在那之后的什么时候你们庆祝了吗?
  答:我在团队中的作用就是要在任何时候保持冷静。我想我们真正庆祝的时刻应该是在我们发表最终结果并将其介绍给科学界的时候。
  问:你当初是如何对宇宙微波背景辐射的问题产生兴趣的?
  还是在高中时代吧,我读了史蒂芬·温伯格(Steven Weinberg)关于宇宙学的书《最初三分钟》,非常精彩。我立刻被它吸引了,我还记得里面读到的一些内容:
  “现在,我们迎来一个完全不一样的天文学,这是一个即便在10年之前都不可能被讲述的故事。我们所研究的将不再是与银河系或多或少相似的星系在数亿年前发出的光,而是几乎来自宇宙诞生之时留下,到处弥漫的射电背景。”
  这一段话是温伯格在介绍宇宙微波背景辐射的发现以及它的意义,当时对于宇宙学来说这些内容还非常新鲜。我那时还是一个孩子,我觉得这是所有的科学中最酷的一种——因为再也没有比这更大的问题了。
  我之所以选择到普林斯顿念大学,有一部分原因是我在那本书里看到它提过这个大学。在CMB研究领域的几位大人物,吉姆·皮泊斯(Jim Peebles),罗伯特·迪克(Robert Dicke)以及大卫·威尔金森(David Wilkinson)等都在这所学校。而极其幸运的是,我竟然有幸被选中在威尔金森的门下学习。威尔金森带我走进了CMB实验室,当时他们正计划在南极建造一台CMB望远镜。我完全被迷住了,实际上我当时甚至花费了整整一年时间跑到学校外面,想靠自己的能力去南极。当时大概是1990年或1991年,就在COBE卫星首次发现CMB中的震荡起伏现象之前没多久。我们设在南极的望远镜观测到了同样的现象,但比他们晚了一年左右。自那之后我就一直在从事这项工作,我去了南极23次,很幸运自己能在CMB研究领域的最前沿工作。
  问:在你的书架上你放了一张加州理工学院已故的天体物理学家安德鲁·朗吉(Andrew Lange)的照片。他在2010年由于抑郁症自杀身亡。在他生前曾经指导过很多后来从事CMB实验工作的学生。他在你的事业过程中起到了什么样的作用?

  答:在我来哈佛大学之前,我曾经在加州理工安德鲁的实验室做博士后研究工作,之后又升为高级研究员。安德鲁是我的良师益友。他将重大的责任赋予我,鼓励我参与BICEP1 望远镜的安装与操作,并引领我担任下一代项目,即BICEP2的首席科学家以及第一作者的角色。
  安德鲁喜欢把搜寻B模偏振描述为“宇宙中最大的徒劳无益之事”。我想他一定会很高兴看到我们今天的这项研究成果,并证明那并非徒劳!
  我也是芝加哥大学天文学家约翰·卡尔斯特姆(John Carlstrom)的研究生。尽管现在约翰是我的竞争者,但他同时也是我最亲密的朋友之一。我有两位伟大的导师。
  问:你的儿子多大了?他对于你的研究工作怎么看?

  答:我儿子9岁了。他对此感到很兴奋。我对他能理解那么多,甚至向我妻子解释这些内容感到惊讶。等他再大一些,如果他愿意的话,他也可以跟我一起到南极去。(晨风)

 楼主| hkhtg090201 发表于 2014-3-18 10:56 | 显示全部楼层
科学: 物理学家宣布发现引力波
      2014年03月18日 10时45分 星期二

       物理学家宣布发现了预言中的引力波,宇宙暴涨理论的第一个直接证据。这项发现的统计可信度超过了5 sigma,但仍然需要其它实验的验证才能获得确认。最早提出暴涨理论的MIT物理学家Alan Guth说,发现有可能是错的,但他相信结果站得住脚。位于南极的Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization 2 (BICEP2)探测器,从宇宙微波背景辐射中寻找名叫原初磁场型极化(B-mode polarization)的模式,这种模式被认为只能是暴涨产生的引力波创造的。设计BICEP2探测器的斯坦福物理学家郭昭麟(Chao-Lin Kuo)说,它就像天上的漩涡模式,“我们发现了暴涨的确凿证据,制作了划过天空的第一幅引力波图像。”BICEP2的继承者Keck Array探测器也显示了相同的结果,科学家因此确信他们探测到了引力波。

cmj9808 发表于 2014-3-18 12:32 | 显示全部楼层

这是诺奖的节奏啊

wsl2005 发表于 2014-3-18 13:16 | 显示全部楼层

wrhthkg 发表于 2014-3-18 14:46 | 显示全部楼层
天文学家找到宇宙大爆炸决定性证据(组图)
http://news.online.sh.cn/news/gb ... content_6749827.htm

这是利用美国宇航局威尔金森各向异性探测器(WMAP)长达9年时间内积累的数据构建的详尽的宇宙初期全天地图。这张图像中可以看出宇宙微波背景辐射在空间上分布的微小不均一性

  北京时间3月18日凌晨消息,据英国路透社报道,天文学家们在北京时间0点左右刚刚宣布他们发现了他们专业领域的“圣杯”——这是时空的涟漪,宇宙大爆炸的回声。

引力波是在100年前由爱因斯坦的广义相对论所预言的一种现象,这种现象的发现将最终补上这项人类最伟大智慧成就之一的最后一片缺失的拼图。它将帮助天文学家们理解宇宙如何诞生并演化出星系,恒星,星云以及构成我们已知宇宙的几乎空无一物的广袤空间。

  哈佛-史密松天体物理台的物理学家,这项研究工作的第一作者约翰·科瓦克(John Kovac在一份声明中表示:“探测到这一信号是当今宇宙学领域最重要的目标之一。”

  引力波是在宇宙中蔓延的微小的原始波动。天文学家们数十年来一直致力于对这一现象的搜寻,因为这一现象构成了两大重要理论缺失的关键环节。其中一项理论开创了当代科学对于宇宙起源与演化的探究,即爱因斯坦在1916年提出的广义相对论,而另外一项则构成宇宙诞生与演化理论最后环节之一,它就是在上世纪1980年代逐渐发展起来的暴涨理论。138亿年前,在宇宙大爆炸之后的一瞬间,时空的暴涨造就了宇宙的开端——在不到10-34秒的时间里,宇宙迅速膨胀。
  科学家们利用一架设在南极,名为“BICEP”的望远镜探测到了引力波现象。BICEP即“宇宙泛星系偏震背景成像”的英文缩写。这台设备在南极对天空进行扫描,对一种名为“宇宙微波背景辐射”的现象进行探测,这是一种弥漫整个宇宙的极微弱的辐射信号。它最早是在1964年由位于新泽西州美国贝尔实验室的科学家们发现的。迄今为止,宇宙微波背景辐射(CMB)一直被认为是证明宇宙起源于一次大爆炸事件的最好证据。

  宇宙微波背景辐射在宇宙大爆炸之后38万年便出现了,到今天,其温度仅高出绝对零度3度。从其诞生之初的等离子体极高温状态,到现在已经冷却到几乎快探测不到的程度。

  但这种背景辐射并非完全均匀分布。和光线一样,这种宇宙大爆炸残余的辐射也由于与空间中的电子和原子之间的相互作用二存在偏振现象。

  计算机模型此前已经预测了这种背景辐射应当具备的特殊偏振模式,从而使其能够与宇宙大爆炸之后的暴涨理论相吻合。

  而此次研究组不仅找到了这种偏振模式,还发现它的强度要比原先预计的更强。

  研究组成员,明尼苏达大学的克莱姆·派克(Clem Pryke)在声明中表示:“这就像是我们打算在稻草堆里找一根绣花针,但结果却发现了一根撬棍。”


《东方午新闻》 天文学家找到宇宙大爆炸决定性证据
http://video.sina.com.cn/p/news/v/2014-03-18/123963632501.html



楠宫晓风vn 发表于 2014-3-18 15:26 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
意义非凡……中科院的引力波卫星还搞不搞?
wsl2005 发表于 2014-3-18 17:30 | 显示全部楼层

宇宙微波图的漩涡

宇宙在早期经历过相当剧烈的快速扩张阶段吗?这种关于暴胀时期的假定可以用来解释多个令人疑惑的宇宙特性,比如在相反的方向上我们的宇宙为何看起来很相似。昨天刚发布的成果指出在138亿年前当宇宙刚变透明时发出的光,即宇宙微波背景辐射中存在特定的极化模式,而且找到了预期的信号,但是强度令人诧异,此成果支持暴胀的假设。这些早期漩涡模式被称为B型极化,能直接贡献到重力辐射对光子发射电子的挤压拉伸效应中。这些令人诧异的成果是从南极附近的第二代系外宇宙微波背影极化成像天文台(BICEP2)的数据中发现的。BICEP2是上图左侧建筑上的碟状物。注意小图代表的微波天空图中,黑色的极化向量看起来是怎样围绕彩色的温度峰值的。尽管统计上是可靠的,这个结论还将备受争议,而独立的观测将试图对它进行证实。

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lemoncap 发表于 2014-3-18 18:27 | 显示全部楼层
hkhtg090201 发表于 2014-3-18 10:52
专访发现引力波第一作者:宇宙暴涨直接证据
      2014年03月18日 02:37   新浪科技 微博   

顶多是引力波的间接证据。以前那个更直接:

科学家小约塞夫·泰勒和拉赛尔·赫尔斯猜测双星运行周期的变化是由于引力波的产生导致了能量的损失。他们用数学方法得的双星运行周期的变化量正好符合天文学家们的观测结果。1993 年泰勒和赫尔斯因此而获得了诺贝尔物理学奖。


lemoncap 发表于 2014-3-18 18:29 | 显示全部楼层
本帖最后由 lemoncap 于 2014-3-18 18:41 编辑
wrhthkg 发表于 2014-3-18 14:46
天文学家找到宇宙大爆炸决定性证据(组图)
http://news.online.sh.cn/news/gb/content/2014-03/18/conten ...

好像是微波背景辐射本身还不够决定性证据? 还要不规则性(各向异性)来作为真正的决定性。其实这种涨落到处都是。显微镜看晶体表面,调调亮度,对比度,很多时候类似六楼图片的亮度起落效果就有了。引力波本身是没问题的。关键是微波背景辐射自身的解释。引力波本身吗,LIGO等可能更具说服力。
DF21 发表于 2014-3-19 05:51 | 显示全部楼层
lemoncap 发表于 2014-3-18 18:29
好像是微波背景辐射本身还不够决定性证据? 还要不规则性(各向异性)来作为真正的决定性。其实这种涨落到 ...

微波背景辐射毕竟是电子脱耦时代的产物,比较晚了,引力波背景才是宇宙最早期的反映,可以追溯到大统一时代
lemoncap 发表于 2014-3-19 07:32 | 显示全部楼层
DF21 发表于 2014-3-19 05:51
微波背景辐射毕竟是电子脱耦时代的产物,比较晚了,引力波背景才是宇宙最早期的反映,可以追溯到大统一时代

BICEP2 测得就是微波背景辐射
hovii 发表于 2014-3-19 12:41 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
lemoncap 发表于 2014-3-18 18:29
好像是微波背景辐射本身还不够决定性证据? 还要不规则性(各向异性)来作为真正的决定性。其实这种涨落到 ...

ligo的设计主要目标是临近星系的剧烈天体活动产生的引力波,比如双星系统,黑洞碰撞之类的。
现在测到的这个是全天区的,实际比可观测的宇宙还要大。微波背景辐射以前测的是密度涨落,现在测到的是度规涨落,也就是引力波。密度和度规涨落在背景光子上留下的痕迹是不一样的,极化特征不一样。密度涨落留下有散度的极化,现在测到是有旋度的极化。这个结果直接和宇宙极早期的物理过程有关,可能牵涉到目前任何加速器的能量都无法探测的物理过程。
lemoncap 发表于 2014-3-19 13:15 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
好的,多谢,学习了
wrhthkg 发表于 2014-3-19 13:42 | 显示全部楼层
观察员 wsl2005
已经贴了这段视频。为了让像我这样的英语小白们看懂,重贴一下,敬请谅解。
@斯隆数字化巡天
http://weibo.com/SDSSurveys
搬运一个自然杂志网站上的视频,三分钟简要介绍了暴涨理论,引力波,以及这次发现的意义。配中文字幕。|万物之初 原视频和介绍文章:http://t.cn/8synh9g  Nature网站上还有特辑,包含大量相关文章和视频:http://t.cn/8synh9d
视频: 万物之初




点评

贴得好,原版我也听不懂!  发表于 2014-3-19 19:31
lemoncap 发表于 2014-3-19 17:53 | 显示全部楼层
wrhthkg 发表于 2014-3-19 13:42
观察员 wsl2005
已经贴了这段视频。为了让像我这样的英语小白们看懂,重贴一下,敬请谅解。
@斯隆数字化巡 ...

感觉吹得过分了点。看那探测器,估计也是辐射CCD/CMOS阵列,敏感频率较低。磁场里的轫致辐射应该也能产生有旋度的极化。算这里随便说说。
 楼主| hkhtg090201 发表于 2014-3-25 16:22 | 显示全部楼层

  宇宙原初引力波表明 宇宙之外或还有宇宙!
  http://tech.qq.com/a/20140324/004598.htm#p=1
  
  腾讯科学讯(罗辑/编译)据国外媒体报道,艺术家绘制的多元宇宙模型,我们的宇宙只是其中的一个:科学家发现我们的宇宙可能存在于多元宇宙体系中,在3月17日哈佛史密森天体物理中心科学家宣布的消息中,确认了宇宙大爆炸后原始引力波信号被首次捕捉到,这说明我们的宇宙在刚刚开始后就出现了时空涟漪,暴涨期给了宇宙加速膨胀的速度,这项研究不仅让我们发现了宇宙诞生的种种信息,也印证了我们宇宙是多元宇宙中的一个的想法,该理论认为宇宙是“多元”的,我们所处的宇宙与其他宇宙不同,比如物理定律。
  ...

  ....

 楼主| hkhtg090201 发表于 2014-3-26 10:55 | 显示全部楼层
科学: 宇宙学家称上周的引力波发现也许是错误的

  2014年03月25日 20时

       上周,物理学家宣布发现了预言中的引力波,暴涨理论的第一个直接证据。BICEP2探测器从宇宙微波背景辐射中发现了原初磁场型极化(B-mode polarization)模式,这种模式被认为只能是暴涨产生的引力波创造的,这项发现的统计可信度超过了5 sigma。但一个关键疑问是,这个极化模式是发生在暴涨前的一个过程的结果,还是暴涨发生之后?路易斯安那大学的James Dent和同事认为,一种可能性是宇宙微波背景辐射中的极化确实是引力波产生的,但这些引力波形成于暴涨之后而不是之前。他们认为,在暴涨之后宇宙开始冷却,经历了不同的相变产生了我们今天看到的物理法则。这些相变可能非常暴力,在时空中产生了它们的波纹,非常像BICEP2团队声称发现的原初引力波。研究报告发表在预印本网站上。
 楼主| hkhtg090201 发表于 2014-5-16 14:38 | 显示全部楼层
hkhtg090201 发表于 2014-3-18 10:52
专访发现引力波第一作者:宇宙暴涨直接证据
      2014年03月18日 02:37   新浪科技 微博   
受到法国科学家质疑:
 楼主| hkhtg090201 发表于 2015-2-3 15:10 | 显示全部楼层
科学家尚未发现原初引力波的确凿证据
2015年02月03日
           去年初南极BICEP2探测器项目的物理学家报告发现了原初引力波存在的证据,但随后这项研究就被发现存在很多疑点,其中最大的问题是研究人员没有正确消除银河系尘埃产生的微波前景辐射。现在,对来自欧洲航天局Planck探测器、南极BICEP2和 Keck Array 实验数据的联合分析显示未发现原初引力波的确凿证据。MIT的宇宙学家Max Tegmark对找到发现原初B模式感到乐观,“我认为,那里有一些我们能看见的东西。如果它们不是当前的这些数据,那么随后也会在接下来的几年里被找到。”Staggs认为,此次事件表明前景辐射可能同样巨大和复杂。如果它就在那里,那么宇宙大爆炸产生的信号更有可能通过若 干次试验慢慢浮现,而非突然间在一次决定性的发现中被找到。
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