物理学家:反物质之谜、宇宙起源、时空旅行……这些都和神秘的“宇宙弦”有关?( 二 )
踪迹渺茫?
宇宙中最强的引力波发生在超新星或恒星爆炸的时候、当两颗大恒星相互环绕的时候,或者当两个黑洞合并时。但由宇宙弦引起的引力波比人类的仪器以前探测到的要小得多,这使其变得极为难以探测。
此前,也有一些物理学家认为,在宇宙微波背景辐射中,我们可能仍能找到这些被称为“宇宙弦”的裂缝或缺陷的证据。
Hernandez曾在2017年发表论文表示,假设有一张完美的、无噪声的宇宙微波背景辐射图,运行这种神经网络的计算机应该能够找到宇宙弦,即使它们的能量水平非常低。
但他随即又在2019年指出,这个证据太微弱了,任何望远镜都无法分辨出噪音。
但他们后来再次讨论了这个想法,他们指出,在现实中,几乎肯定不可能为神经网络提供足够干净的CMB数据来检测这些潜在的弦。其他更亮的微波源使CMB模糊不清,难以完全分辨。他们认为,诸多局限因素加在一起,使得这种寻找宇宙弦的方法是行不通的。
不过,他们又提出了一种新的寻找方法,即基于测量宇宙在宇宙古代部分的各个方向的膨胀。这种被称为21厘米强度映射的方法,它不依赖于研究单个星系的运动,也不依赖于CMB的精确图像。相反,它是基于测量氢原子离开地球的平均速度。
Dror研究小组则在模拟在不同温度条件下可能发生的相变时有了一个令人鼓舞的发现:他们将希望寄托于未来。
在任何情况下,宇宙弦都会产生引力波,这些引力波有望被正在建设中的一些新天文台探测到,比如欧洲航天局的激光干涉太空天线和拟议中的大爆炸观测者以及日本航空宇宙探索署的Deci-hertz干涉引力波观测站。
没有参与这项研究的亚利桑那州立大学的理论物理学家Tanmay Vachaspati也同意这个说法,他认为,如果这些弦以足够高的能量尺度产生,它们确实会产生引力波,有望在未来被探测到。
如果真是如此,那么人类距离解开这种神秘的“宇宙弦”之谜将仅有一步之遥。
参考资料:
https://www.scientificamerican.com/article/cosmic-string-gravitational-waves-could-solve-antimatter-mystery/
https://www.realclearscience.com/articles/2019/11/28/there_might_be_cracks_in_spacetime_111202.html
https://andersoninstitute.com/cosmic-strings.html
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