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  伴雪終老 2011-10-17 00:00:00

  追蹤引力波 引力波的直接探測，不僅是為了驗證愛因斯坦的廣義相對論，而且將有助于揭開宇宙年輕時的面紗。近年來，這項工作正在天文學界有條不紊地展開。引力波的隨機背景 (SGWB ， Stochastic Gravitational-Wave Background) 起源于天體物理事件和宇宙大爆炸，事實上隨機背景是許多種尚未辨明的引力波源貢獻的疊加。在宇宙演化的Z早期，所產(chǎn)生的引力波很難到達標準的天體物理觀測站，但SGWB應該攜帶著早期引力波的獨特信號。為了理解大爆炸后一分鐘之內(nèi)宇宙的演化，有必要直接測量SGWB能量密度的相對幅值。 位于美國加洲理工學院的激光干涉儀引力波觀測站(LIGO， Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) 近兩年來一直正常運行， 先后有來自世界80 多個研究機構(gòu)的科學家（組成了LIGO協(xié)作組和Virgo協(xié)作組）在這里工作。Z近，他們聯(lián)名在Nature周刊上發(fā)表文章，報告兩年來的觀測數(shù)據(jù)以及由此導出的SGWB相對幅值。按照宇宙臨界能量密度作歸一化處理，在LIGO頻帶(~100 Hz附近)，SGWB的能量密度上限是6.9 ×10 - 6 。這一結(jié)果減小了以往間接測量（取自大爆炸后核合成的結(jié)果——氦豐度，或取自宇宙微波背景輻射 ）給出的對SGWB能量密度的限制（小于1.1×10 - 5）， 大大增加了地面觀測站直接探測到引力波本身的實驗預期。引力波的直接探測難度非常大。兩塊測試重物（熔融石英，每塊11kg）相隔約4000m，引力波探測要求的測量精度是，在4000m 的尺度上測出10 - 13cm 量級的長度變化。專家認為，在這次工作中，LIGO協(xié)作組和Virgo協(xié)作組做出了里程碑式的貢獻，盡管引力波本身的直接探測還需要進一步的努力。 引力波的出現(xiàn)始于宇宙年齡的10 - 43秒；大爆炸后的10 - 38 秒，暴漲周期開始；在大約10 - 11秒時刻，弱電相互作用開始破缺，相變導致它分成截然不同的電磁相互作用和弱相互作用。所有這些過程和機制，都會在我們今天的探測中留下印記。引力波存在的間接證據(jù)來源于對Hulse–Taylor雙星的觀察。它們是一對中子星，其中之一是脈沖星，兩者圍繞著公共的質(zhì)量ZX運轉(zhuǎn)。觀察表明，它們的軌道能量損失與廣義相對論的預言（基于引力波發(fā)射）精確相符。然而，引力波的直接探測仍是必須的，它將告訴我們：引力波是否以光速傳播，以及關(guān)于極化態(tài)的細節(jié)。在大爆炸之后的380，000年期間，宇宙對于電磁輻射是不透明的，然而引力波可以在任何時間自由地穿越整個時空。這將使人們有可能通過引力波了解早期宇宙的信息。另一方面，引力波實驗還將有助于黑洞研究，因為發(fā)生地的密度越高，引力波產(chǎn)生的效率就越高，而致密是宇宙極早期狀態(tài)和黑洞共同具有的特性。 預計，下一代的LIGO（將于2014年投入運行）和Virgo探測器將保證能夠直接探測到雙星系統(tǒng)的引力波信號。未來，其他的間接探測手段包括：脈沖星編時陣列（Pulsar-timing arrays）；Z近發(fā)射的普朗克衛(wèi)星——它將通過宇宙微波背景輻射極化的印記探測來自暴漲期的超低頻引力波。此外，直接探測也有向空間發(fā)展的計劃，即建造空基的激光干涉儀空間天線（Laser Interferometer Space Antenna，LISA)。它將操作在較低的頻率窗口，對于探測雙星系統(tǒng)和超大質(zhì)量黑洞特別有利。 （戴聞 編譯自 Nature 460 (2009) : 964和990）

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  a562357735 2011-10-15 00:00:00

  思想上，認識上的提升！很顯然，根據(jù)人們之前的物理學認知，宇宙不可能是加速膨脹的，因為人們知道的宇宙中的物質(zhì)是引力性的物質(zhì)，即宇宙在大尺度上只能是相互吸引（已知的四種力，電磁力，弱力，QL，引力，只有引力是長程力，且不能相互抵消，所以宇宙大尺度上，引力占主導地位），所以要么收縮，要么減速膨脹，不可能加速膨脹。所以宇宙加速膨脹的發(fā)現(xiàn)將極大改變?nèi)藗儗τ钪娴恼J知，目前研究很火的“暗能量”就是人們認為導致宇宙加速膨脹的神秘物質(zhì)，暗能量的性質(zhì)將決定我們宇宙演化的未來，同時，暗能量的研究也必將推動物理學的發(fā)展，目前的物理學定律在微觀領(lǐng)域是量子力學，在宏觀，宇觀上是廣義相對論，然而這兩個定律之間卻是存在不和諧的地方的，所以現(xiàn)在物理學家正致力于統(tǒng)一這兩個定律，也就是所謂的大一統(tǒng)定律。而暗能量的性質(zhì)就有可能和這個大一統(tǒng)定律有關(guān)。 另外，樓主所說的“幫助”可是說的經(jīng)濟，科技上的發(fā)展？說實話，目前這一發(fā)現(xiàn)還對實體經(jīng)濟發(fā)展沒多大影響，至于以后則可以肯定的說會有的。當年研究太陽發(fā)光搞出的一套核反應的理論，量子力學，相對論對現(xiàn)在科學技術(shù)影響多大，樓主應該清楚吧。

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  十銘可銘 2011-10-16 00:00:00

  今年高考為理綜物理卷多加些噱頭。。

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  lixiaoqian2571 2011-10-12 00:00:00

  名單 　　2011年諾貝爾物理學獎于北京時間2011年10月4日揭曉，美國加州大學伯克利分校天體物理學家薩爾·波爾馬特、美國/澳大利亞物理學家布萊恩·施密特以及美國科學家亞當·里斯獲得2011年諾貝爾物理學獎。一半獎金歸屬索爾-普爾瑪特(Saul Perlmutter) ，另外一半獎金由布萊恩-斯密特(Brian P. Schmidt) 和 亞當-賴斯(Adam G. Riess)平分。 編輯本段獲獎原因 　　瑞典科學院授予這三人獎項的原因是他們“通過觀測遙遠超新星發(fā)現(xiàn)宇宙的加速膨脹”。[1] 瑞典科學院授予這三人獎項的原因是他們“通過觀測遙遠超新星發(fā)現(xiàn)宇宙的加速膨脹”。這三位科學家通過觀察遙遠超新星，發(fā)現(xiàn)了宇宙加速膨脹。 一半獎金歸屬索爾-普爾瑪特(Saul Perlmutter) ，另外一半獎金由布萊恩-斯密特(Brian P. Schmidt) 和 亞當-賴斯(Adam G. Riess)平分。

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