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CERNET第24届学术年会
选择字体:    新浪科技    发布时间:2014-03-21

专访发现引力波第一作者:宇宙暴涨直接证据

  本次研究的第一作者:哈佛大学的约翰·科瓦克博士在南极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。

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