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重大消息:人类能够创造引力波 超光速旅行不是梦

如果人类可以制作引力波,意味着人类可以在三维空间的床单褶皱中创造一条航行沟壑,实现冲浪效果,没错那就是曲率引擎的原理。



让时空在飞船的四周发生弯曲,在其面前形成一个扭曲缩小的空间,并在后方形成膨胀的空间。飞船本身将停留在由平滑时空组成的“气泡”内,能够极大程度地增加星际旅行的速度,比如距离半人马阿拉尔发(Alpa Centauri)4.3光年的旅程只需要两周时间。


2016年2月11日,人类首次公布探测发现引力波,一年后,2017年2月10日,又宣称能够制造并发射引力波啦!哪个的科学大神创造的?



LIGO,the Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory,翻译为:激光干涉引力波观测站。


加州理工学院Caltech、麻省理工学院MIT的合作实验室,就是专门研究神秘的宇宙引力波。背后是美国国家科学基金会。



LIGO最早探测到的两个引力波信号源


其实在2015年9月第一次探测到引力波,这么重要的科学大发现,这帮大神们都没敢第一时间公布,直到2016年2月11日,经过反反复复核实后,才正式向全世界发布。随后又在去年6月,再次探测到神秘的引力波。毫无疑问,被科学界评价为「2016年度最伟大的科学发现」。


这个全世界最高灵敏度的宇宙时空探测器,再次刷新纪录,成为人类首个引力波的创造者。


2017年2月初,就在刚刚举行的美国物理学会上,加州理工学院物理学家比琳达·庞 Belinda Pang,同时代表着LIGO科研团队发言时宣称:「当我们优化LIGO探测的同时,也能够最优化地生成引力波了。」



这就是世界上最高效的引力波广播设备,由加州理工和麻省理工的LIGO实验室创建。


LIGO团队建立探测引力波设备的时候,就在天才般的设想:当探测设备一旦形成振动耦合时,引力波将是双向的。既然人类有能力接收引力波,也就有能力发射引力波。为此,科研团队建立一个量子数学模型,计算结果果然跑得通。



于是,他们开始着手创建人造的引力波,并且发现,越是提高引力波探测器的灵敏度,就越容易有效生成引力波。尽管目前他们能够生成的人造引力波还很微弱,但毕竟这是人类创造的最神秘、最美妙的时空涟漪了。要知道扰动时空——这看起来只有上帝出手才能显现的神迹。


那到底引力波是个啥?发现、甚至利用引力波意味着什么?



这还得先从爱翁说起,爱因斯坦广义相对论里有个重要预言:如果两个大质量天体发生碰撞,或者有超新星爆发等极端宇宙事件,就会形成强大的宇宙引力波。这是一种时空涟漪,就像波浪一样传递开来,甚至能够传遍整个宇宙。



数十年来科学家们一直在寻找引力波,但都没有发现。直到2002年,LIGO实验室开始启用,寻找引力波变得越来越可能。观测对象也主要锁定在:中子星合并、脉冲星自转、超新星爆发、黑洞合并、大质量天体碰撞等。2016年2月11日、6月15日,LIGO先后两次公布探测的引力波,都是基于两次黑洞合并所产生的。


再奢望一步,要是哪天幸运儿再次降临人类头上,一旦发现了宇宙大爆炸时期的引力波(原初引力波),那就可以揭开宇宙的各种谜团啦,甚至再大胆一些,一旦能够揭开宇宙开端的奥秘、运行机制,是不是都能够重启宇宙了呢?!就像宇宙重启者一样。




南极BICEP2望远镜观测站,所谓的原初引力波不过是个乌龙。


如此惊世骇俗的科学大发掘,自然引得一些科技大虾鼻子喷血。2014年3月,哈佛—史密森天体物理中心的科学家,就曾宣称利用南极BICEP2望远镜,发现了宇宙大爆炸时期产生的原初引力波,这个发现瞬间轰动了世界,事后方知这不过是一个乌龙事件。


不过呢,这再次折射出引力波的重大意义。有人说啦,人类发现引力波,就跟寒武纪时地球生命第一次进化出了眼睛一样,咱人类终于能够彻底看清这个宇宙啦。


中国科学院高能物理所近日宣布阿里原初引力波探测正式启动。


阿里项目首席科学家、中科院高能物理所研究员张新民在接受科技日报采访时表示,阿里即将建设的观测站将是世界上第一个地处北半球的原初引力波观测站,也是我国第一次启动引力波探测实验。他说:“项目组计划用5年的时间,在西藏阿里建成‘阿里一号’望远镜并开始科学观测。”


这是继人类发现并广泛应用电磁波、发现穿透力超强的中微子之后,人类科学史上又一次重大跨越!


自从19世纪发现电磁波以来,人类已经离不开这种电磁场的扰动了。如今我们绝大部分生活、工作都被电磁波填满了。但电磁波有个最大缺点就是穿透性差,特别容易衰减。要是咱人类永远只做地球人的话,确实足够用,但要是想成为跨星际的人类(银河系人类、全宇宙人类),就需要更高级的星际通讯,正在探究的中微子就是一种超距离的通讯,能够穿透700个地球,但也有个问题,就是必须定向发送,群发无效,也显得没诚意。



相比之下,只有引力波才是宇宙级的超距通讯。作为时空的波动,或者叫时空涟漪,绝壁是能够传遍整个宇宙的。


要不怎么说在《三体》世界里,人类终极对决三体文明,主要条件就是建立引力波广播,甚至神级文明向全宇宙广播时,用的也是引力波。可见未来,人类世界要想从太阳系人类进化为银河系人类,甚至全宇宙人类,掌控引力波技术必不可少。回顾一下电磁波吧,从发现到操控,让人类从中世纪一跃进入了太空。那么,引力波又将人类带进怎样的神时代呢?


最后补充一下,既然引力波如此这般重要,探测研究工作就是重中之重。目前国际上著名的引力波探测计划,除了美国 LIGO外,还有欧洲的空间引力波项目eLISA,意法合作的VIRGO,英德合作的GEO600米,日本的TAMA300和LCGT工程,中国也启动了天琴计划。抢跑引力波时代,各家都在忙乎呢。


编者:看过电影《星际穿越》,我们都知道引力是唯一一种超越时空隔阂的通讯手段,那么我们是否可能向未来的人类发送信号呢?



由于引力波具有穿越时空的能力。我们可以幻想一个电影场面。公元2098年,人类毁于一场核战争,最后时刻,科学家向未来发送最后一次信号:地球已经毁灭,如果未来还有智慧生命存在,收到信号,请珍惜,并吸取我们的教训。



还有一种更新奇的想象,如果人类可以制作引力波,意味着人类可以在三维空间的床单褶皱中创造一条航行沟壑,实现冲浪效果,没错那就是曲率引擎的原理。


让时空在飞船的四周发生弯曲,在其面前形成一个扭曲缩小的空间,并在后方形成膨胀的空间。飞船本身将停留在由平滑时空组成的“气泡”内,能够极大程度地增加星际旅行的速度,由于这是空间自身的移动,不必遵守爱因斯坦光速最大值的限制,以百倍光速前进,距离半人马阿拉尔发(Alpa Centauri)4.3光年的旅程可能只需要两周时间,200年可以驶入银河系中心。


《星际迷航》或将成真,NASA宣布打造“曲速引擎”


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