宇宙引力波真实存在吗(改变我们看待宇宙方式的引力波)(2)
直到 2015 年秋日,仍有两台低温棒僵持在事变岗亭上,它们位于意大利。按照认真个中一台仪器的科学家所述,仪器的探测间隔为 5 千秒差距,而按照这个范畴计较的变乱率表现,每 50 年里或容许以探测到屡次超新星发作可能巨耀发变乱。
这位科学家信托,在其他范例的探测器未运行时,低温棒在“天文看更”的岗亭上示意精彩,而一旦其他任何一台仪器的探测得到证实,那么低温棒关机的日子将至。认真另一台低温棒的科学家则信托,低温棒在探测宇宙射线和也许与暗物质相干的怪异粒子上仍堪重任。现在,过问干与仪在引力波探测的舞台上大放异彩,低温棒好像已全然无望。然而,回首谁人期间,共振棒和低温棒代表了格斗在科研前沿的乐观精力。
引力波探测器至今未看到任何信号,
恰好代表了理论的胜利
现在,人们很难想象,在引力波探测的前 30 年里,共振棒型探测器才是主流技能。人们也很难想象,引力波科学规模的降生是何等戏剧化。而个中的故事涉及韦伯—引力波探测毫无乐成也许性的年月里的英勇“煽惑者”。
韦伯犯了一些极大的错误。好比,他声称在信号里发明白周期为 24 小时的变革纪律,而现实上,真正的信号周期为 12 小时,由于地球对引力波来说是“透明”的,来自正上方和正下方的信号是全同的;再如,不分析对方的猜疑立场,宣称在本身和竞争敌手的探测器里同时看到了信号,而对两个探测器位于差异时区这一究竟决心忽视,也就是说,两个信号基础不是同时达到的;一位来自美国的极具影响力的物理学家对韦伯的尝试要领和探测功效持非常剧烈的阻挡意见;韦伯发现了一个理论来声名共振棒的迅速度比最初理论预言的迅速度高 10 亿倍;一位冉冉升起的理论物理学新星(现在已过世)曾颁发论文,证明韦伯的理论不创立,不外之后他的立场却产生了 180 度转变,他在另一篇文章中声称韦伯着实是正确的,这到头来白白丧失了本身的诺言;韦伯的诺言在不绝降落,但他直到生命的止境依然不愿放弃本身的主张,乃至到了让他认为他必然得向我担保他不行能自杀的境地。
跟着第一个正面竞争的技能不绝成长,低温棒展现效用,然而发明功效随后被否认;提出了行使过问干与仪探测引力波的科学家一开始被拒绝扶助,而之后,该技能在其他处所成长起来;对过问干与仪技能的剧烈争夺产生在意大利和美国之间,且达到了白热化的境地;天文学规模对此凶猛阻挡,由于过问干与仪技能对扶助基金的庞大胃口威胁着其他引力波探测技能,与此同时,言辞厉害的品评者几乎影射学术不端和数据造假;共振棒的技能领头人面对疾苦的决议,也在说明要领上迟疑不决,这导致情意终结,以及除非全部人都赞成功效,不然竞争敌手之间不得对外公布探测功效;最终,过问干与仪项目得到扶助,但紧随而来的是首席科学家之间剧烈的小我私人斗嘴;LIGO 打点层因一位新率领者的到来而分崩离析;另一位更为乐成的率领者最终被开除;把握新仪器诸多要害技能的天才发现家被架空出项目,乃至被奉告无法再踏入安排着由他搭建起来的原型机的大楼一步;一位来自高能物理学规模的新认真人将 LIGO 从衰亡边沿挽救过来;LIGO 项目标大批资深科学家去职;项目验收日期无数次被推迟。
模仿极度太空时刻(SXS)项目。
现在回溯汗青,这些故事恰似产生在另一个维度中,除了简朴的归纳综合说话以外,全部转述读起来都像在看《假话西游》一样。
假如被广泛接管的理论是正确的,那么天体源辐射的引力波理论预言强度与理论预言的仪器迅速度将在 aLIGO 这一代探测器上大抵交会。现实上,正如第一封研究申请书的某个段落里所写的,回过甚想想,引力波探测器至今未看到任何信号,这恰好代表理论的胜利。
该图展示了申请基金时的研究方针,下划线由将原料发给我的科学家标出,该句暗示“初次乐成探测很也许不是呈此刻初代 LIGO中,而是呈此刻新版探测器中”。
不外,这类声明一样平常会被归为“细则”。它隐含着一段尘封多年的有关探测也许性的逸事。谁人时辰,“天文学十年陈诉”里对在将来几年中探测到引力波这件事布满信念,尽量我们其时如故处在共振棒探测器期间;LIGO 的迅速度曲线与 iLIGO 隐藏的可探测到的源被绘制在了一路,尽量细则里注明源也许并不存在;从项目建树伊始,两台相距甚远的探测器就配合开工了,而一位资深的专业人士指出,既然 iLIGO 的迅速度这么低,未探测到有效信号,那不如只制作一台过问干与仪,在那台装备上成长技能;一些人发起制作“加强版 LIGO” (Enhanced LIGO)—这个名字现在在相干陈诉和图表中被归类为初代 LIGO—的一部门念头就是将 LIGO 的迅速度晋升两倍以上,有望乐成探测到引力波。
当我指出这个论证存在题目(该结论是从零开始外推获得的)时,一位很是资深的科学家将我推到墙上,冲着我大吼,说我什么都不懂。因此,不管细则内里说了什么,iLIGO 的示意照旧让许多科学家感想扫兴,尤其是那些在立博博彩公司(Ladbrokes)下注,赌 LIGO 会在 2010 年前实现引力波探测的人们—不得不说,赔率相等诱人。岂论怎样,在理论预言信号存在且下一代探测器定能实现探测的条件下,科学家与扶助机构乐意继承支付,他们坚持不懈,这正是人类坚实品格的巨大胜利。汗青由胜利者写就,不久早年还属于尖端科技的棒状探测器,现在好像彻底无望,连早期的过问干与仪此刻看来壹贝偾通向这次乐成的原型机。这即是事物的法则产生变革的一种方法。
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