【发现重力波】宇宙弦可产生重力波 发展弦理论探索宇宙诞生
科学家证实重力波的存在,为人类破解宇宙诞生之谜,迈出了重要一步。有份参与研究的索恩(Kip Thorne)说,今次发现只是一个开始,未来科学家可作出更多其他探索,包括可能在宇宙大爆炸一刻出现过的“宇宙弦”(cosmic strings),为近几十年兴起的弦理论注入重大动力。
索恩提到,今次发现重力波,有利科学家未来仔细观察中子星。中子星主要是由中子以及小量的质子、电子所组成的超高密度恒星。一些恒星进入生命晚期时内部发生极其激烈的核爆炸,随后又急剧收缩,恒星的内部产生极大的压力,把原子外层电子挤压到原子核内,核内的质子与电子结合,就形成异常紧密的中子结构物质,这时这颗恒星就会演变成中子星。中子星非常细小,但密度极高,打个比喻,就像我们把太阳的所有质量,压缩到像一个市镇般大。它会高速旋转并产生重力波,对中子星的研究,将有助科学家了解原子核。
索恩说:“我们可观察到黑洞如何撕开中子星、可观察中子星碰撞,我们甚至希望能观察到能来自宇宙弦的重力波。”
弦理论相信,宇宙弦是在宇宙诞生一刻出现。根据弦理论,构成宇宙万物的最基本单位不是粒子而是弦。简言之,宇宙所有的基本粒子,其实是一种物质在不同状态下的表现,而这种基本物质就是弦。就像小提琴的弦在不同的振动下会发出不同音调的声音一样,弦的不同震荡也会使其表现出各种形态的粒子。当它以某一种形式震荡时,表现的就是电子的形态,当以另一种形式震荡时,表现的就是中子的形态,诸如此类。弦理论认为,弦的震荡能产生力的作用,这样就能使力学与量子力学统一起来。
弦理论科学家相信,宇宙弦是宇宙大爆炸后的极短瞬间形成并扩散,过程类似结晶,宇宙弦有可能是解释宇宙射线存在的最好理论。虽然宇宙弦的诞生太远古、距离我们太遥远,也不可能被人类直接看到,但索恩指出,宇宙弦也有可能产生出重力波,如果能够侦测到,就能揭开宇宙弦之谜。
尽管科学家迄今仍未能找到证据,证明弦的存在,有质疑者甚至认为弦理论不过是想像出来的东西。但索恩对弦理论却甚有信心,认为种种迹像都显示,在发展出一套量子重力理论上,科学家正朝正确的方向走。如果弦理论成立,很多重要概念,诸如可能存在比我们身处的“四维时空”拥有著更高维度的多维空间(有弦理论学者认为,存在高达11维的空间),就可能不再是推测想像......
(综合报道)