美科學(xué)家發(fā)現(xiàn)宇宙大爆炸證據(jù) 或有望得諾獎(jiǎng)

仰望浩渺的星空，人們總是不由要問(wèn)：宇宙從何而來(lái)?美國(guó)科學(xué)家17日宣布，他們發(fā)現(xiàn)了原初引力波穿越嬰兒宇宙留下的印記，這是宇宙剛剛誕生時(shí)急劇膨脹的首個(gè)直接證據(jù)。

 

【名詞解釋】

 

宇宙大爆炸：宇宙學(xué)最有影響的學(xué)說(shuō)，認(rèn)為宇宙是由一個(gè)致密熾熱的奇點(diǎn)于約138億年前一次大爆炸后膨脹形成的。

 

暴漲：在大爆炸之后不到1秒鐘的原初時(shí)刻，宇宙在極短時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷了速度快到無(wú)法想象的急劇膨脹，這一過(guò)程稱為“暴漲”。

 

原初引力波：愛(ài)因斯坦于1916年發(fā)表的廣義相對(duì)論中提出的，它是宇宙誕生之初產(chǎn)生的一種時(shí)空波動(dòng)，隨著宇宙的演化而被削弱。

 

難度 -270攝氏度極難探測(cè)

 

何謂引力波?

 

上海復(fù)旦大學(xué)物理系博士生導(dǎo)師吳詠時(shí)表示，138億年前，宇宙產(chǎn)生大爆炸之后，宇宙以指數(shù)速度急劇膨脹。理論上這一時(shí)間為一億億億億分之一秒。這一過(guò)程被稱為宇宙暴漲。原初引力波如同創(chuàng)世紀(jì)大爆炸的“余響”，忠實(shí)記錄了暴漲時(shí)期的物理過(guò)程。

 

1916年，愛(ài)因斯坦在廣義相對(duì)論中提出引力波的存在，但他同時(shí)也指出這種現(xiàn)象將極其微弱。中科院高能物理研究所前所長(zhǎng)陳和生表示，探測(cè)原初引力波需要非常靈敏的探測(cè)儀器。

 

浙江大學(xué)理論物理學(xué)博士李劍龍說(shuō)，反映暴漲的微波背景輻射溫度約為3K(零下270攝氏度)。在這種環(huán)境測(cè)量引力波，是非常困難的。引力波因此被戲稱為“世紀(jì)懸案”、“宇宙中最大的徒勞無(wú)益之事”。

 

發(fā)現(xiàn) 就像在草堆里找到根鐵棒

 

美國(guó)哈佛-史密森天體物理學(xué)中心等機(jī)構(gòu)研究人員利用位于南極的BICEP2望遠(yuǎn)鏡，對(duì)宇宙大爆炸的“余燼”——微波背景輻射進(jìn)行觀測(cè)。

 

微波背景輻射中的微波因?yàn)楸辉雍碗娮由⑸涠哂衅裥裕卵芯繉ふ业氖且环N叫做B模式的特殊偏振模式，其特點(diǎn)是會(huì)形成旋渦，是宇宙極早期的一種時(shí)空波動(dòng)——原初引力波留下的獨(dú)特印記。

 

BICEP2望遠(yuǎn)鏡建在南極冰蓋之上，海拔超過(guò)2800米，是地球上觀測(cè)微波背景輻射的最佳地點(diǎn)之一。

 

研究人員在這里發(fā)現(xiàn)了比“預(yù)想中強(qiáng)烈得多”的B模式偏振信號(hào)，隨后經(jīng)過(guò)3年多分析，排除了其他可能的來(lái)源，確認(rèn)它就是暴漲期間原初引力波穿越宇宙導(dǎo)致的。

 

研究共同作者、明尼蘇達(dá)大學(xué)的克萊姆·普賴克說(shuō)：“這就好像要在草堆里找一根針，結(jié)果我們找到了一根鐵撬棍。”據(jù)新華社電

 

意義 過(guò)去25年天文學(xué)最大發(fā)現(xiàn)

 

分析人士稱，引力波的發(fā)現(xiàn)可以讓科學(xué)家第一次“看到”宇宙是怎樣形成的，從而揭開(kāi)宇宙誕生之謎。

 

中科院理論物理研究所研究員蔡榮根表示，此次發(fā)現(xiàn)雖然不是直接觀測(cè)到宇宙早期的引力波，但卻是在宇宙微波背景輻射中找到了引力波存在的跡象，是到目前為止最強(qiáng)有力證明原初引力波存在的證據(jù)。

 

蔡榮根說(shuō)，這次發(fā)現(xiàn)也再次證明了愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論，表明宇宙早期的暴漲模型的理論是完全正確的。

 

美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)理論物理學(xué)家克勞斯在接受新華社記者采訪時(shí)說(shuō)，如被證實(shí)，將“可以躋身過(guò)去25年最重要的宇宙學(xué)發(fā)現(xiàn)之列”，有望獲得諾貝爾獎(jiǎng)。

 

本組稿件采寫(除署名外)

新京報(bào)記者 金煜 李丹丹