到底什么是“发现”?
不过,引力波非常微弱,需要那个辐射出引力波的物体质量非常之大,才有可能被探测到。物理学家考虑作为引力波辐射源的对象,大致有如下5种——注意排列顺序是一个比一个更玄:
1、恒星中的双星系统。这是最“常规”的想法,两颗有着巨大质量的恒星相互绕转,可以辐射出引力波。
2、超新星爆发。物理学家们推测,在一次超新星爆发中,可能会有1%的能量以引力波的形式释放。
3、脉冲星。这是超新星爆发后的产物,它的引力波辐射强度比超新星爆发要弱得多,只是它可以持久,而超新星爆发是短暂的。
4、黑洞的形成或碰撞。物理学家相信,巨大质量的引力坍缩形成黑洞时,或两个黑洞碰撞时,都可以辐射出极强的引力波。
5、宇宙大爆炸。在物理学家的想象中,大爆炸生成宇宙时,会有极大的能量转化为引力波,这样的引力波仍有可能残留在今天的宇宙中,即所谓的“原初引力波”。
韦伯设计的引力波探测器,是一根用细丝悬吊着的粗矮铝制圆柱,置于密闭的真空环境中,俗称“韦伯棒”。其理论依据是:引力波传播引起的空间移动,会使铝柱产生应变,而连接在铝柱质心处的精密压电晶体可以可以探测到这种效应。这个想法听上去还有点“看得见摸得着”的样子。后来物理学家开始应用激光干涉仪来探测引力波,这时“噪声”问题开始突显出来,如何将各种来源的噪声和希望探测到的引力波信号分离开,成为棘手的问题。这两个方案都没有探测到任何引力波。
在大爆炸宇宙理论中,大爆炸留下了“背景辐射”,这个宇宙背景辐射后来用射电望远镜探测到了,成为大爆炸宇宙理论的重要验证之一。这回宣称发现“原初引力波”的研究项目,就是试图用射电望远镜在宇宙背景辐射中“发现”引力波的踪迹。
到这里,科学的不确定性就跑出来了。这时的所谓“发现”,是建立在一系列理论假设、仪器测量、数据解读的长长链条末端的,而这个链条中的任何一个环节,都可能是有疑问的,都可能出问题。现代科学最前沿的“发现”,比如这次的“原初引力波”,或者前些时候甚嚣尘上的“上帝粒子”,都是建立在这样的链条末端的。
这次“发现原初引力波”的故事是这样的:BICEP2团队的科学家打算在宇宙背景辐射中探测某种细微的“卷曲偏振结构”,结果一片银河系中的尘埃误导了他们——你没听懂是吗?不要紧,我也没搞懂,我们只要知道他们至少在数据解读环节犯了错误即可。
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