宇宙膨脹的秘密原來是「它」?

2021-01-13 新華社客戶端

原標題:宇宙膨脹的秘密原來是「它」?

參考消息網1月3日報導據合眾國際社網站2020年12月28日報導,科學家已經找到了宇宙中大多數的失蹤物質,並解釋了早期宇宙是如何被再次電離的。不過,有多個宇宙之謎仍未被解開——例如為什麼隨著時間推移,宇宙持續以越來越快的速度膨脹。

報導指出,長期以來,可以解釋宇宙加速膨脹的力,一直被認為是宇宙的最重要缺失組件之一,即目前並不十分完善的宇宙理論中的失蹤環節。一些物理學家估計,引力是把這一切結合到一起的「秘汁」。

現在,研究人員在一篇本月發表於美國《物理學評論D》雜誌上的新論文中指出,引力作為宇宙黏合劑的作用可以通過時空連續體中微弱的漣漪得到揭示。

科學家此前曾為宇宙的加速膨脹提出過形形色色的理論。

報導稱,該研究論文的聯合作者何塞·馬裡亞·埃斯基亞加28日在一份新聞稿中說:「這些理論有許多依賴於改變引力在宏大規模的情況下發生作用的方式。」

埃斯基亞加是芝加哥大學卡夫利宇宙物理學研究所享受「美國航天局愛因斯坦研究金」的博士後研究員。他說:「因此,引力波將是表現引力的這些可能變化的最佳信使。」

報導指出,當兩個大型宇宙天體——例如兩個黑洞——相撞時,這種碰撞將在宇宙的時空結構中形成漣漪。這些被稱為引力波的漣漪可以由雷射幹涉儀引力波觀測臺(LIGO)探測到。

根據這項新的研究,如果這些引力波與一個超大質量黑洞或星系那麼大的質量發生碰撞,它們的信號特徵就會發生改變。

報導稱,如果引力不是恆定值,而存在局部的差異,那麼引力的變化就會通過被改變的引力波信號特徵反映出來。

一些科學家指出,某種失蹤的粒子或許能解釋宇宙的加速膨脹。據科學家們認為,這種特別的粒子會在大型天體周圍形成一種背景「介質」。

報導還稱,如果引力波與這種介質發生碰撞,就會生成新的波,從而對最初時空漣漪的信號特徵產生影響。

報導認為,被LIGO攔截到的一段引力波可能攜帶有這種碰撞的「回音」,以及導致引力波的信號特徵發生改變的那種粒子。

在這篇新論文中,埃斯基亞加及其研究團隊設計了在LIGO的未來數據集中找出此類結果的方案。

他說:「在上一次利用LIGO進行的觀測活動中,我們每6天看到一個新的引力波讀數,這是令人驚異的。但在整個宇宙中,我們認為實際上每5分鐘就發生一次。在下一次的升級中,我們會看到很多這樣的事件——每年數百起。」

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