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重大消息:人類能夠創(chuàng)造引力波 超光速旅行不是夢

如果人類可以制作引力波,意味著人類可以在三維空間的床單褶皺中創(chuàng)造一條航行溝壑,實現(xiàn)沖浪效果,沒錯那就是曲率引擎的原理。



讓時空在飛船的四周發(fā)生彎曲,在其面前形成一個扭曲縮小的空間,并在后方形成膨脹的空間。飛船本身將停留在由平滑時空組成的“氣泡”內(nèi),能夠極大程度地增加星際旅行的速度,比如距離半人馬阿拉爾發(fā)(Alpa Centauri)4.3光年的旅程只需要兩周時間。


2016年2月11日,人類首次公布探測發(fā)現(xiàn)引力波,一年后,2017年2月10日,又宣稱能夠制造并發(fā)射引力波啦!哪個的科學(xué)大神創(chuàng)造的?



LIGO,the Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory,翻譯為:激光干涉引力波觀測站。


加州理工學(xué)院Caltech、麻省理工學(xué)院MIT的合作實驗室,就是專門研究神秘的宇宙引力波。背后是美國國家科學(xué)基金會。



LIGO最早探測到的兩個引力波信號源


其實在2015年9月第一次探測到引力波,這么重要的科學(xué)大發(fā)現(xiàn),這幫大神們都沒敢第一時間公布,直到2016年2月11日,經(jīng)過反反復(fù)復(fù)核實后,才正式向全世界發(fā)布。隨后又在去年6月,再次探測到神秘的引力波。毫無疑問,被科學(xué)界評價為「2016年度最偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)」。


這個全世界最高靈敏度的宇宙時空探測器,再次刷新紀(jì)錄,成為人類首個引力波的創(chuàng)造者。


2017年2月初,就在剛剛舉行的美國物理學(xué)會上,加州理工學(xué)院物理學(xué)家比琳達(dá)·龐 Belinda Pang,同時代表著LIGO科研團(tuán)隊發(fā)言時宣稱:「當(dāng)我們優(yōu)化LIGO探測的同時,也能夠最優(yōu)化地生成引力波了。」



這就是世界上最高效的引力波廣播設(shè)備,由加州理工和麻省理工的LIGO實驗室創(chuàng)建。


LIGO團(tuán)隊建立探測引力波設(shè)備的時候,就在天才般的設(shè)想:當(dāng)探測設(shè)備一旦形成振動耦合時,引力波將是雙向的。既然人類有能力接收引力波,也就有能力發(fā)射引力波。為此,科研團(tuán)隊建立一個量子數(shù)學(xué)模型,計算結(jié)果果然跑得通。



于是,他們開始著手創(chuàng)建人造的引力波,并且發(fā)現(xiàn),越是提高引力波探測器的靈敏度,就越容易有效生成引力波。盡管目前他們能夠生成的人造引力波還很微弱,但畢竟這是人類創(chuàng)造的最神秘、最美妙的時空漣漪了。要知道擾動時空——這看起來只有上帝出手才能顯現(xiàn)的神跡。


那到底引力波是個啥?發(fā)現(xiàn)、甚至利用引力波意味著什么?



這還得先從愛翁說起,愛因斯坦廣義相對論里有個重要預(yù)言:如果兩個大質(zhì)量天體發(fā)生碰撞,或者有超新星爆發(fā)等極端宇宙事件,就會形成強(qiáng)大的宇宙引力波。這是一種時空漣漪,就像波浪一樣傳遞開來,甚至能夠傳遍整個宇宙。



數(shù)十年來科學(xué)家們一直在尋找引力波,但都沒有發(fā)現(xiàn)。直到2002年,LIGO實驗室開始啟用,尋找引力波變得越來越可能。觀測對象也主要鎖定在:中子星合并、脈沖星自轉(zhuǎn)、超新星爆發(fā)、黑洞合并、大質(zhì)量天體碰撞等。2016年2月11日、6月15日,LIGO先后兩次公布探測的引力波,都是基于兩次黑洞合并所產(chǎn)生的。


再奢望一步,要是哪天幸運(yùn)兒再次降臨人類頭上,一旦發(fā)現(xiàn)了宇宙大爆炸時期的引力波(原初引力波),那就可以揭開宇宙的各種謎團(tuán)啦,甚至再大膽一些,一旦能夠揭開宇宙開端的奧秘、運(yùn)行機(jī)制,是不是都能夠重啟宇宙了呢?!就像宇宙重啟者一樣。




南極BICEP2望遠(yuǎn)鏡觀測站,所謂的原初引力波不過是個烏龍。


如此驚世駭俗的科學(xué)大發(fā)掘,自然引得一些科技大蝦鼻子噴血。2014年3月,哈佛—史密森天體物理中心的科學(xué)家,就曾宣稱利用南極BICEP2望遠(yuǎn)鏡,發(fā)現(xiàn)了宇宙大爆炸時期產(chǎn)生的原初引力波,這個發(fā)現(xiàn)瞬間轟動了世界,事后方知這不過是一個烏龍事件。


不過呢,這再次折射出引力波的重大意義。有人說啦,人類發(fā)現(xiàn)引力波,就跟寒武紀(jì)時地球生命第一次進(jìn)化出了眼睛一樣,咱人類終于能夠徹底看清這個宇宙啦。


中國科學(xué)院高能物理所近日宣布阿里原初引力波探測正式啟動。


阿里項目首席科學(xué)家、中科院高能物理所研究員張新民在接受科技日報采訪時表示,阿里即將建設(shè)的觀測站將是世界上第一個地處北半球的原初引力波觀測站,也是我國第一次啟動引力波探測實驗。他說:“項目組計劃用5年的時間,在西藏阿里建成‘阿里一號’望遠(yuǎn)鏡并開始科學(xué)觀測。”


這是繼人類發(fā)現(xiàn)并廣泛應(yīng)用電磁波、發(fā)現(xiàn)穿透力超強(qiáng)的中微子之后,人類科學(xué)史上又一次重大跨越!


自從19世紀(jì)發(fā)現(xiàn)電磁波以來,人類已經(jīng)離不開這種電磁場的擾動了。如今我們絕大部分生活、工作都被電磁波填滿了。但電磁波有個最大缺點就是穿透性差,特別容易衰減。要是咱人類永遠(yuǎn)只做地球人的話,確實足夠用,但要是想成為跨星際的人類(銀河系人類、全宇宙人類),就需要更高級的星際通訊,正在探究的中微子就是一種超距離的通訊,能夠穿透700個地球,但也有個問題,就是必須定向發(fā)送,群發(fā)無效,也顯得沒誠意。



相比之下,只有引力波才是宇宙級的超距通訊。作為時空的波動,或者叫時空漣漪,絕壁是能夠傳遍整個宇宙的。


要不怎么說在《三體》世界里,人類終極對決三體文明,主要條件就是建立引力波廣播,甚至神級文明向全宇宙廣播時,用的也是引力波??梢娢磥?,人類世界要想從太陽系人類進(jìn)化為銀河系人類,甚至全宇宙人類,掌控引力波技術(shù)必不可少。回顧一下電磁波吧,從發(fā)現(xiàn)到操控,讓人類從中世紀(jì)一躍進(jìn)入了太空。那么,引力波又將人類帶進(jìn)怎樣的神時代呢?


最后補(bǔ)充一下,既然引力波如此這般重要,探測研究工作就是重中之重。目前國際上著名的引力波探測計劃,除了美國 LIGO外,還有歐洲的空間引力波項目eLISA,意法合作的VIRGO,英德合作的GEO600米,日本的TAMA300和LCGT工程,中國也啟動了天琴計劃。搶跑引力波時代,各家都在忙乎呢。


編者:看過電影《星際穿越》,我們都知道引力是唯一一種超越時空隔閡的通訊手段,那么我們是否可能向未來的人類發(fā)送信號呢?



由于引力波具有穿越時空的能力。我們可以幻想一個電影場面。公元2098年,人類毀于一場核戰(zhàn)爭,最后時刻,科學(xué)家向未來發(fā)送最后一次信號:地球已經(jīng)毀滅,如果未來還有智慧生命存在,收到信號,請珍惜,并吸取我們的教訓(xùn)。



還有一種更新奇的想象,如果人類可以制作引力波,意味著人類可以在三維空間的床單褶皺中創(chuàng)造一條航行溝壑,實現(xiàn)沖浪效果,沒錯那就是曲率引擎的原理。


讓時空在飛船的四周發(fā)生彎曲,在其面前形成一個扭曲縮小的空間,并在后方形成膨脹的空間。飛船本身將停留在由平滑時空組成的“氣泡”內(nèi),能夠極大程度地增加星際旅行的速度,由于這是空間自身的移動,不必遵守愛因斯坦光速最大值的限制,以百倍光速前進(jìn),距離半人馬阿拉爾發(fā)(Alpa Centauri)4.3光年的旅程可能只需要兩周時間,200年可以駛?cè)脬y河系中心。


《星際迷航》或?qū)⒊烧?,NASA宣布打造“曲速引擎”


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