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愛因斯坦,重力波在哪?天文學家11年未見

天文學家觀測了11年,仍未見任何重力波的直接證據。(影片截圖 / CSIRO / YouTube)
天文學家觀測了11年,仍未見任何重力波的直接證據。(影片截圖 / CSIRO / YouTube)
【記者張秉開/編譯】科學認為宇宙由「纖維結構」組成,根據愛因斯坦的廣義相對論,推測存在重力波。但是,天文學家觀測了11年,仍未見任何重力波的直接證據。

據英國《每日郵報》近日報導,澳洲聯邦科學與工業研究小組織(CSIRO)和國際電波天文研究中心(ICRAR)的謝農(Ryan Shannon)博士為了尋找重力波,使用高精密度帕克斯望遠鏡(Parkes)觀測一組「毫秒脈衝星」(millisecond pulsar)。謝農的研究小組記錄了脈衝訊號的到達時間,其精度達到10奈秒(一百億分之一秒)。

這些體積較小的毫秒脈衝星能夠產生非常有規律的脈衝輻射能量。根據愛因斯坦理論推測,重力波穿過地球和一顆毫秒脈衝星之間時將壓縮和延伸空間,會產生10公尺的距離差異。
根據愛因斯坦的廣義相對論,星系間的碰撞產生的重力波會傳到地球。(影片截圖 / CSIRO / YouTube)根據愛因斯坦的廣義相對論,星系間的碰撞產生的重力波會傳到地球。(影片截圖 / CSIRO / YouTube)
經過11年的觀測,他們未發現任何重力波的跡象。謝農博士說:「我們什麼也沒有觀測到。一片沉寂。宇宙前方寧靜無聲——至少對於重力波來講如此。」

但是謝農博士認為:「這並不代表愛因斯坦關於重力波的理論是錯誤的,我們猜測可能與黑洞快速碰撞合併有關。」
根據愛因斯坦的廣義相對論,黑洞碰撞造成時空彎曲——重力波。(影片截圖 / CSIRO / YouTube)根據愛因斯坦的廣義相對論,黑洞碰撞造成時空彎曲——重力波。(影片截圖 / CSIRO / YouTube)
報導說,愛因斯坦在1916年提出廣義相對論,纖維結構會發生彎曲,質量越大的物體將纖維結構彎曲的程度越大,同時這些纖維結構會產生「漣漪」即重力波。因此,科學家推測宇宙空間中存在一種重力波,其來源可能是黑洞的互相圍繞旋轉或星系間的碰撞。

於是,科學家嘗試在深太空中探測星系合併而產生的背景「顫音」(各種輻射、高能量粒子),但目前為止,雖然檢測到很強的間接證據,仍未直接發現重力波。雖然愛因斯坦的廣義相對論已經在多方面證實是正確的。
科學家希望利用儀器可以檢測出傳到地球的重力波。(影片截圖 / CSIRO / YouTube)科學家希望利用儀器可以檢測出傳到地球的重力波。(影片截圖 / CSIRO / YouTube)
據報導,澳洲蒙納士大學(Monash University)拉斯基(Paul Lasky)博士分析,很可能是環繞黑洞的氣體產生摩擦力,並抵消了這些能量,造成黑洞很快合併。劍橋大學蘭塔迪(Lindley Lentati)博士推測,也許重力波是一種高頻波,比如在中子星合併時產生。

但是,無論何種解釋,天文學家都需更長時間的研究。