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科学探索

星系大小的引力波天文台

科学探索万象经验2023-05-08

宇宙充斥着时空涟漪,我们预计存在宇宙早期的微弱引力波背景。这些引力波背景来自双超大质量黑洞,来自宇宙弦(如果它们存在),甚至来自大爆炸后引力与其他力的解耦瞬间。太极计划和LISA可能会检测到其中的一些,但是这种引力波背景中的大部分将具有长达数光年的波长,这超出了我们可以物理构建的任何引力波干涉仪。我们需要一个遍布银河系的完美计时设备网络,事实上,我们已经有一个了。

引力辐射应该具有物理效应,正如理查德·费曼首先提出的粘珠论证。他提出了一个简单的引力波探测思想实验,一根带有两个滑动珠子的杆。当引力波通过时,珠子可以自由地跟随空间的膨胀和收缩而运动,而杆子由于其原子之间的原子力而抵抗运动,这就会导致珠子可以沿着杆而滑动从而摩擦生热,这种热能来自引力波的能量。

这个思想实验是不切实际的,但它表明在适当的情况下,引力波应该能够将它们的一些能量倾倒到物质中,例如倾倒到恒星中。恒星以特定的频率振荡,如果引力波频率与恒星的自然共振频率相匹配,则可以在恒星内部产生振荡。这会产生内部摩擦,加热恒星内部,然后恒星应该会变亮,并且密集的恒星场中观察到这种效应。
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