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在桌子上探测引力波

2021-11-03秦歌

科学之谜 2021年8期
关键词:检测

秦歌

宇宙是如何产生的,它将变成什么样子?未来,解开这个终极谜题的线索可能会出现在你的桌面上。

根据广义相对论,星体在宇宙之海中就如一块掉入水中的石头,宇宙中第一批恒星之间发生了剧烈的碰撞与分离,在宇宙之海中激起一波波的涟漪。从此,这些涟漪就在整个宇宙中四散传播,而它们就是我們要找的引力波。如果我们能在茫茫宇宙之海中找到百亿年前就已经诞生的引力波,就能从中了解宇宙的开端。

但这么难找的东西势必要用巨大的“眼睛”才能找到,1991年,第一台全天候监测引力波的仪器开始建造,最终耗时9年才建造完成。“监视器”是造好了,但是严格的要求使得它在建成后的几十年里,也不过检测到寥寥几次引力波:这个大块头耗资不菲,初次建造花了3.65亿美元,所需要的空间也不小,平均有16平方千米,约为2250个足球场的大小。在这么大的区域内,还要尽可能地减少人为干扰,最好人迹罕至。

怎样才能提高监视器的效率呢?答案不过是多造几个监视器。但是,建许多个“大块头”是不现实的,因此想法虽简单却还没能实现。直到最近,科学家们终于能够制造桌面大小的引力波探测器了,未来,解开宇宙之谜的引力波的发现者很可能正是在看杂志的各位。

大型引力波探测器中最大的部分就是“长臂”了,而它之所以建得这么大这么长,是为了同时监视更大的地方,也是为了营造一个更大的真空室,容纳实验用到的所有的光学器件,使微弱的引力波不被干扰。……

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