新型引力波探測器發現神秘時間起源信號

9月23日消息,據媒體報導,目前,科學家在一個小型引力波探測器中發現的兩個神秘信號可暗示存在各種奇異現象,從新物理現象至與黑洞發生交互作用的暗物質,以及鄰近宇宙起源的振動,但是由於該實驗的新奇性,研究人員對宣布任何一項發現都持謹慎態度。

新型引力波探測器發現神秘時間起源信號

該圖像顯示的引力波探測器的微型晶體中心,這是一個未連接任何電極的空諧振器。

雷射干涉儀引力波天文台(LIGO)等設備使用巨大雷射碟機動探測器來尋找時空結構產生的巨大漣漪,即引力波,它們來自遙遠宇宙中的黑洞和中子星的碰撞,該碰撞事件非常強大,會震動時空結構,形成波長達數百公里的浪涌。

在大型天文台建造之前,科學家們就曾懷疑宇宙中存在較大等級的引力波,因為他們知道有時黑洞和中子星會發生碰撞。

目前我們並未掌握到任何已知波長在幾米至幾公里之間的較短波長引力波來源,然而,在宇宙中總會有我們意想不到的事情發生。近年來,全球各地的科研人員致力於研製新型探測器,用於搜索較小引力波,其中就建造了一個探測器,該裝置是由一個直徑3厘米的石英晶體製成的圓盤和一個諧振腔組成,當諧振腔以特定頻率振動時就會產生電信號。

這個裝置可以比作以特定音調鳴響的鍾或鑼,如果引力波擊中它,就會激發它,然後電子傳感器將晶體圓盤產生的鈴聲作為電磁信號進行接收。

研究人員將探測器放置在多個輻射屏蔽層之後,以保護它免遭背景電磁場的影響,並將其冷卻至極低溫度,從而最大限度地減少儀器產生的熱振動。在153天的實驗中,晶體圓盤產生兩次鈴聲,每次持續一至兩秒。該研究團隊將研究報告發表在8月12日出版的《物理評論快報雜誌》上。

目前科學家正在試圖找出導致該結果的原因,一種可能的解釋是來自太空的一種叫做宇宙射線的帶電粒子。一種之前未知的晶體熱波動可能是另一種原因,由於超冷的溫度,這種熱波動應該是最小的。

研究人員在報告中指出,同時還存在許多意想不到的可能性,例如:一種被稱為軸子的暗物質,它圍繞著黑洞旋轉,並釋放引力波。許多解釋可能需要之前未知的物理原理支持,而不是描述適用宇宙中幾乎所有亞原子粒子和作用力的標准模型。

在大爆炸後不久,宇宙學家認為宇宙經歷了「膨脹時期」,在此期間宇宙大小呈指數級膨脹。在膨脹時期末期,宇宙可能經歷了一個相變,有點像水在沸騰時從液體變成氣體。如果宇宙發生這樣的相變,該轉變可能會在時空結構上沉積大量的能量,產生引力波,這在實驗中可以觀察到。

目前還沒有足夠的證據表明通過托巴爾的探測裝置或者其他探測器能獲得重大發現,但研究人員對此類實驗充滿信心,並期待未來獲得突破性發現。

來源:cnBeta