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爱因斯坦的宇宙——弯曲空间与引力波(5)
作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:    更新时间:2005-4-11

     暗夜里不安定的暴动

   如果能够掀起时空巨澜的宇宙事件是那样的罕见,我们无限的宇宙将真正是无声的旷野。随着宇宙观测能力的提高,人们发现事实远不是这样的,当我们的城市从躁动中沉睡下来时,那暗夜里的躁动在遥远的太空中从未停息过,简直是一场场暴动。
   质量巨大的恒星最终都以超新星的形式走向死亡,那种波澜壮阔的死亡现象经常发生在我们的宇宙之中。当一个巨星坍缩而体积减小时,它的转动速度也要相应地加快,就像溜冰的人将手臂收拢后使身体转速加快一样。当一个旋转的红巨星坍缩成一颗直径20公里左右的中子星时,理论上它的转速比任何脉冲星都要快,伴随着高速的旋转,它在宇宙中激荡起阵阵强烈的引力波。
   超新星不停地在我们的宇宙中爆炸,将时空扰动得动荡不定。在一个如我们银河系一样的星系中,每10年到100年就有一次这样的时空暴动;在我们可以观测到的宇宙中,超新星以每秒钟1000颗的速度爆炸着。如果把这个区域浓缩到你目力能及的夜空,你将看到天空中出现比任何人间焰火还要灿烂的壮观场面,相信你也因此能感到引力波冲击你的衣履如晚风中树叶的瑟瑟。
   但是这样的故事还没有完。部分从超新星坍缩并有幸形成双星的脉冲中子星,还将继续在时空的池塘里鼓荡着。特别是在双星合并的最后一分钟,它们会发出老鼠一样极端兴奋的“吱吱”声,激烈震荡的引力波能量等于10万个银河系的光波总能量。这样的中子星双星仅在银河系中就大约有10万个,每一万年中就能有一个走向死亡融合。遗憾的是,即使这样多的暴动在不停地掀起时空的波澜,人类还很低劣的检测技术依然难以探测到它们。
   除了中子星双星能够发出兴奋的呼叫之外,其它类型的双星致密天体当然也会大呼小叫。引力波的频率范围非常宽广,不同天体不同运动事件将产生各不相同的音色。实际上,我们的太空不但色彩艳丽,而且声音动听,那里既有各种“鸟鸣兽吼”,也有呢语喃喃;那里既有悠扬的小夜曲,也有壮丽的赞颂宇宙的交响乐。就像用收音机收听音乐台一样,你需要的只是调台选择倾听。
   这些声音中声调最尖利的,大概是由超新星剧烈膨胀或坍缩、中子星旋转以及致密双星合并这一类突发事件所发出的,这种引力波的波长大约300公里到3万公里,频率在10到1000赫兹,我们可以在地面通过仪器来直接听到这种引力波。
   然后就是更加低沉的、更像是从宇宙的巨人们的喉咙里发出的嗡嗡声,例如由具有几百个到几千个太阳质量的超大质量黑洞、或一对相互旋转的大恒星双星发出的引力波,其波长大约为百分之一到10个天文单位,这样低沉的“声音”是无法通过地面实验来感知的。
   最神秘的,还是波长至少达10光年的引力波,它们起源于宇宙的早期,甚至是大爆炸炸响的瞬间,宇宙学家把它们描述为宇宙弦的振荡——在低声述说着这个宇宙最深藏的秘密。但以目前科学技术的发展趋势,还看不到能够对它进行测量的任何可能。<待续>

文章录入:jhshen62    责任编辑:jhshen62  
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