从手搓CPU开始横扫宇宙

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第三百六十五章 天眼一号

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原初引力波是指在宇宙大爆炸早期,早到宇宙刚刚诞生约10^-36秒到10^-32秒之间,这极为短暂的一段时间里,宇宙经历了一段极为快速的暴涨期。

在这个过程之中,宇宙整体以超过光速许多倍的速度暴涨——当然,这只是空间层面的暴涨而不是物质发生了超光速运动,所以与现有理论并不违背。

在这一阶段,宇宙超光速暴涨所释放的引力波便被称之为原初引力波。

原初引力波具备特殊的意义,通过某种复杂的机制,现有理论可以将原初引力波是否存在,与引力子是否存在视为同一个问题。

也即,无需直接观测引力子,只要能确认原初引力波真的存在的话,就可以确认引力子真的存在了。

那么现在,问题就变成了,如何确认原初引力波是否真的存在?

幸运的是,这个问题是可以通过观测来解决的,只不过较为困难。

因为原初引力波的波长太长了,频率太低了。它的波长甚至长到与可观测宇宙等价的地步,也即,波长高达数百亿光年。

早在一级文明阶段,人类就已经确认了引力波的存在,并真正探测到了引力波。

但被早期人类探测到的引力波,能量极高,频率极高,波长极短,通常都是一些黑洞合并、黑洞吞噬中子星、中子星碰撞一类激烈的物理过程。

就比如曾经被探测到过的双黑洞合并事件。

在距离太阳系约13亿光年的地方,一颗质量为36倍太阳质量的黑洞,和一颗约为太阳29倍质量的黑洞,疯狂的相互围绕着旋转,并最终合并成为了一颗大黑洞。

简单计算的话,这颗合并后的大黑洞,质量应为合并之前两颗小黑洞的质量之和,也即65倍太阳质量。

但最终合并之后的结果,却是仅有约62倍太阳质量。

少的那约3倍太阳质量去了哪儿?

答案是以引力波的形式辐射向了全宇宙。

在这一刹那之中,两颗黑洞合并的引力波辐射功率高达3.6*10^49瓦,其瞬时功率甚至于超过了整个可观测宇宙所有可见光辐射功率的10倍。

如此激烈的引力波辐射事件,其引力波的频率约为250hz,也即一秒钟震动250次。

引力波的传递速度为光速,由此可得此次引力波辐射的波长约为1200公里。

当初用于探测此次引力波辐射事件的ligo探测器,因为此次引力波而观测到了不足一颗质子直径万分之一的长度变化,由此确认了此次引力波的存在。

而,波长已经短到仅有1200公里的引力波就已经如此难以探测,那么,原初引力波这种波长与整个可观测宇宙等价,也即约960亿光年的引力波,又该如何观测?

面对这种引力波,已经发展到三级文明巅峰,已经拥有众多引力波探测手段的人类,硬要去探测也是做不到的。

现阶段的人类,已经在星系之中建造了间隔数千万公里的激光基地。

对于引力波探测器来说,可以简单认为,探测器的臂长越长,探测精度越高。

而建造在星际太空之中,相互间隔数千万公里的激光引力波探测器,等价于臂长高达数千万公里——作为对比,当初探测到黑洞合并引力波的探测器的臂长是4公里——都无法探测到原初引力波。

而,人类还有探测精度更高的引力波探测手段,脉冲星计时阵列探测器。

脉冲星是中子星的一种。它具备极为强烈的辐射,且自转极为稳定。

高速旋转的脉冲星所发射出的电磁波,会像是灯塔的灯光一般,以固定的频率扫过地球。

人们便将脉冲星视作激光阵列干涉仪的激光基地,以此来探测引力波的存在。

原理很简单,脉冲星的辐射间隔是极为稳定的。如果有引力波通过的话,脉冲星的辐射间隔就会产生极为微小的变化。测量这个变化,就能测量引力波的性质。

通过这种手段的话,地球与被当做时钟的那颗脉冲星之间的距离,便可以等价于引力波探测器的臂长。

由此,人类便达成了将引力波探测器的臂长,升级到数百乃至于数千光年的地步。

从最初的臂长4公里,到后来的臂长数千万公里,再到此刻的臂长数千光年,人类在引力波探测方面的能力实现了极为巨大的飞跃,探测精度提升了何止千百倍。

但……很遗憾,就算探测精度提升了如此之多,面对原初引力波这种波长达到了可观测宇宙直径量级的怪物,都无能为力。

要探测原初引力波,需要另辟蹊径,需要全新的探测方法。

韩阳找到了理论上具备探测原初引力波的方法。

因为宇宙大爆炸早期以超光速暴涨,而原初引力波只能以光速传递的缘故,它被“封印”在了宇宙微波背景辐射之中。

宇宙微波背景辐射,可以简单视作宇宙自诞生之初的第一缕光芒,可以被称之为“原初之光”。

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