宇宙微波背景輻射B模偏振 暴漲產生原初引力波

神秘的宇宙-浩瀚的空間解讀宇宙微波背景輻射B模偏振 暴漲產生原初引力波2014-03-19 08:43　來源：中國科技網-科技日報　我有話說有4人參與原標題 聽到了，那是宇宙的第一聲啼哭 解讀宇宙微波背景輻射B模偏振 　　本報記者 徐 玢 綜合外電利用一台設在南極，名為「宇宙河外偏振背景成像」（BICEP）的望遠鏡，美國科學家捕捉到引力波在宇宙最初圖景中產生的漣漪。北京時間3月18日凌晨零點，哈佛大學史密森天體物理學中心宣布，在宇宙微波背景輻射中觀測到B模式偏振。這一發現的意義是什麼？它能如何揭示宇宙誕生之謎？宇宙暴漲理論與引力波有什麼關係？暴漲理論最早由美國物理學家阿蘭·古斯(Alan Guth)提出。他認為，在大爆炸後的10-37秒時，宇宙發生了一次急劇的膨脹，宇宙從不到一個原子大小膨脹到一個足球的大小。暴漲理論能解釋宇宙學家面臨的諸多難題，例如為什麼可觀察宇宙表現出驚人的一致性。儘管暴漲理論與宇宙學觀測的各項數據相符合，科學家仍缺少它存在的確鑿證據。但宇宙學家認為，暴漲過程中短暫但劇烈的膨脹會產生引力波，將時空在一個方向壓縮的同時在另一方向拉伸。今天，原初引力波仍在宇宙中傳播，但它們極其微弱、無法直接探測。它們會在微波背景輻射中留下印跡：使輻射偏振，形成螺旋狀的特殊形態。這被科學家稱之為宇宙微波背景的B模偏振。宇宙微波背景B模偏振的發現有什麼意義？馬克·卡米奧庫斯基是最初對宇宙微波背景B模偏振進行計算的宇宙學家之一，這位約翰霍普金斯大學的教授評價說，這一發現如同暗能量、宇宙微波背景一樣，是幾十年才有一次的重大發現。從科學上看，它首先驗證了暴漲理論的正確性。大爆炸之後38萬年時，輻射首次得以在宇宙中自由穿行，宇宙微波背景輻射便是那時留下的痕迹。而引力波則出現於宇宙大爆炸後一瞬間，併疊加在微波背景輻射的信號上。宇宙微波背景輻射B模式的發現，使宇宙可追溯的歷史大大提前。這也是宇宙在暴漲過程中產生原初引力波的證據。100年前，愛因斯坦預言了引力波的存在，但他同時認為引力波非常微弱，可能永遠無法探測到。宇宙河外偏振背景成像（BICEP）望遠鏡的發現間接證明了引力波的存在，這可能是目前對引力波最為信服的證據。過去科學家認為暴漲是一種量子現象，而引力是經典物理範疇的作用力。新發現說明引力實質上也是一種量子現象，與自然界的其他三種基礎作用力一樣。協調經典力學和量子理論一直是理論物理學家面臨的難題，宇宙微波背景的B模偏振無疑在兩者之間架設了橋樑。只有暴漲過程能產生引力波嗎？不，處於劇烈膨脹過程的大質量物體都有可能產生。現實中，我們可能直接探測到的引力波來自災變性天體現象，如兩個黑體碰撞並和。世界上許多觀測站點都在嘗試從這些黑洞並和現象中獲得引力波的信息。按照愛因斯坦的廣義相對論，引力波是物質作用於時空的一種方式，即在大質量物體附近，時空會彎曲。這種彎曲會在宇宙中傳播，就如同地震波在地殼中傳播一樣。但與地震波不同，引力波即使在真空中也能以光速傳播。去年7月，位於南極的南極望遠鏡（SPT）也宣布發現宇宙微波背景輻射的B模偏振，這與哈佛大學的發現有什麼不同？科學家預測B模偏振有兩種：一種是在穿越宇宙時，星系和暗物質的「引力透鏡」效應使輻射產生了扭曲；另一種被稱為原初模式，理論上是由暴漲產生的。南極望遠鏡發現的B模式屬於前者。為什麼要將觀測微波背景偏振望遠鏡架設在南極？南極望遠鏡和宇宙河外偏振背景成像望遠鏡都位於海拔2800米的南極大陸，這並不是偶然，因為大氣中的水蒸氣會吸收微波輻射，觀測宇宙微波輻射需要高海拔和乾燥的空氣。而且南極大陸至今沒有人類定居，能排除手機、電視廣播等電子設備帶來的信號干擾。在尋找B模偏振方面，哈佛大學的科學家有競爭對手嗎？宇宙微波背景輻射的B模偏振是科學家們競相爭奪的寶藏。除上述南極望遠鏡外，智利的阿塔卡馬宇宙學望遠鏡等也在尋找B模式。值得一提的是「普朗克」太空望遠鏡。自2009年發射升空以來，它一直在精細勘測宇宙微波背景。去年3月，「普朗克」團隊發布了迄今精度最高的宇宙微波背景全天分布圖，有科學家基於這一分布圖計算過輻射偏振情況。「普朗克」團隊計劃今年發布第一批詳盡的全天偏振數據，這將有助於解答暴漲是如何產生的，是什麼驅動暴漲等問題。宇宙到底有多老？138.2億年！2013-12-24 11:36　來源：騰訊科學　我有話說有5人參與

歐洲航天局的普朗克探測器繪製的宇宙微波背景輻射圖，估算宇宙年齡為138.2億年騰訊科學訊（羅輯/編譯）據國外媒體報道，歐洲空間局的普朗克探測器已經捕捉到宇宙微波背景輻射的全景圖，這些「遊盪」在宇宙中的最古老「光線」記錄了關於宇宙誕生時的奧秘，這些信息有助於科學家確定宇宙的年齡到底是多少。年齡可能只是一個數字，當如果涉及到宇宙的年齡，就是一個非常重要的問題，根據科學家探測的宇宙年齡為138.2年，宇宙年齡的調查可以與一些最古老的恆星發現聯繫起來，宇宙中出現的第一批恆星大約在7億年左右，其壽命非常短，它們是宇宙中的第一縷光線之源。恆星的生命周期在於其質量，科學家發現質量越大的恆星其燃燒的生命越短，比如質量是太陽10倍的恆星可以支持大約2000萬年的燃燒，然而一顆質量僅為太陽質量一半的恆星可以燃燒大約200億年，其遠遠超過了當前宇宙的年齡，恆星的質量不僅與恆星的壽命有關，還與其亮等有關，質量較大的恆星一般都非常「明亮」。宇宙有一種天體被稱為球狀星團，這裡是一群恆星的聚集地，科學家已知最古老的球狀星團大約為110億年至180億年之間，這個區間的最大值顯然超過了宇宙的年齡。這些不確定的因素導致了宇宙年齡的極限值被再次往後推，可以肯定的是未來宇宙年齡的確定只會更古老，而不會更加年輕。我們生活的宇宙不是平坦的，也不是不變的，宇宙處於加速膨脹之中，如果膨脹的速度可以知道，那麼我們就能推算出宇宙的初始年齡，這就像警察可以推演交通事故的初始狀態，因此一個被稱為哈勃常數的數字顯得非常重要。但是有許多因素作用著這個常數值，比如宇宙物質的類型，科學家必須確定物質與暗物質的比值，而且密度也是作用因素。為了確定這些參數，美國宇航局威爾金森微波各向異性探測器（WMAP）和歐洲航天局的普朗克探測器都在為此進行調查，通過探測宇宙大爆炸遺留下來的輻射信息來確定宇宙的密度、組成和膨脹速率。2012年，威爾金森微波各向異性探測器估算的宇宙年齡為137.72億年，並且有大約5900萬年的誤差，2013年普朗克探測器計算的宇宙年齡為138.2億年。

美科學家找到「宇宙大爆炸」決定性證據宇宙到底有多老？138.2億年！人類是宇宙「後來者」 大爆炸之後孕育外星生命宇宙燈塔脈衝星揭開神秘黑洞形成之英國科學家發現中微子比先前認知要重得多解讀宇宙微波背景輻射B模偏振 暴漲產生原初引力波光明網08:43267條相關>>那些年，我們一起追過的星星光明網08:363條相關>>科學家發現宇宙「暴漲期」首個直接證據人民網08:27267條相關>>水星收縮程度大於預期光明網08:22宇宙大爆炸從假說確立為事實 愛因斯坦聲譽被捍衛中國新聞網08:18267條相關>>科學家證實引力波存在 堪稱諾貝爾級別發現中國新聞網08:16267條相關>>Eureka！宇宙真的是瞬間膨脹的東方早報07:19267條相關>>美科學家聽到宇宙大爆炸「餘響」光明網03:59267條相關>>科學家首次發現宇宙暴漲直接證據金羊網01:48267條相關>>科學家捕捉到宇宙原初引力波中國科技網00:48267條相關>>科學家意外發現3000光年外氣態行星 或存在外星生命科技訊03-18 21:45科學家解析神秘的黑洞：星系碰撞使黑洞變大科技訊03-18 21:40科學家稱找到宇宙誕生理論重要證據北方網03-18 20:47267條相關>>探索地球生命的誕生 科學家重建40億年前蛋白質結構科技訊03-18 20:43在宇宙的背景微光中尋找引力波驅動之家03-18 20:30267條相關>>美科學家發現宇宙大爆炸證據 有助發現宇宙形成秘密南報網03-18 20:06267條相關>>為慶祝哈勃望遠鏡24歲生日 NASA發布猴頭星雲照觀察者03-18 17:55美國找到宇宙大爆炸決定性證據 助了解宇宙神秘天極網03-18 17:27關於引力波六問六答：隱藏宇宙形成關鍵信息南方網03-18 16:08267條相關>>震驚世界：中國拍的月球照片與美國拍的差別真大..金融界03-18 15:37科學探索更多>銀河系內或存數百個隱形的「流浪黑洞」火星發現神秘地下水庫 一顆「濕潤」的星球天文學家現超大銀河系「雙胞胎黑洞」（圖）科學家發現大氣中有4種破壞臭氧新氣體探測器拍下罕見金星「彩虹」恆星間或存在蟲洞有助實現超時空旅行解讀宇宙微波背景輻射B模偏振 暴漲產生原初引力波麻省理工測試可為家用電器充電的超級植物美國擬建直徑一公里的太空太陽能發電站3月7日《科學》雜誌精選
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