物质和能量会造成时空的扰动,就像是重物压在床垫上会凹陷一样。正是这种时空的扰动或扭曲产生了引力。而引力波正是时空中的涟漪。
广义相对论并非完全是难以理解的数学。它拥有深远的实际应用意义,比如它告诉我们引力如何对时间造成影响,而这对于现代的卫星导航定位就十分关键。
3、这项发现的重要意义在哪里?
如果哈佛大学的科学家们此次的发现被证实,那么有两个理由认为这将是极重要的成就。首先,它开启了研究宇宙的一扇全新大门,从而让天文学家们得以考察产生这些引力波的背后机制和过程。第二,它证明一项关键性的理论,即所谓“暴涨”理论是正确的。这将帮助科学家们更好的了解宇宙的起源,即大爆炸理论。
4、引力波是如何被探测到的?
这是一台设置在南极的望远镜,名为“宇宙泛星系偏震背景成像”(Bicep)。科学家们利用这台设备探测宇宙微波背景辐射中一种微弱的特性。这种辐射是宇宙诞生之初的大爆炸中产生的,最早在1964年由两位美国科学家使用一台射电望远镜发现,自那之后便被称作是“大爆炸的回声”。Bicep对这一微波背景辐射的大尺度偏振状态进行了测量。只有原初引力波才具有这种特殊性质,也只有当它们被暴涨放大之后才能被探测到。
5、什么是暴涨?
宇宙大爆炸理论最初是由比利时牧师兼物理学家乔治·勒梅特(Georges Lemaître)提出的。他将其称为是“没有昨天的一天”,因为那是时间和空间的开端。
但大爆炸理论并非与所有天文观测结果相吻合。宇宙中物质的分布太过均匀,以至于难以用原先认为的大爆炸理论进行解释。于是在上世纪1970年代,宇宙学家们提出宇宙在大爆炸之后的短暂时期曾经经历一段急剧快速膨胀的阶段,这就是暴涨,它被认为发生在宇宙诞生后的一瞬间。但要想证明这一点是极端困难的。只有暴涨才能将原初引力波放大到足以被检测到的水平。因此如果我们能够探测到原初引力波,那么这就意味着暴涨必定确实发生过。