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      傾聽來自宇宙深處的交響

      2023-08-26 18:36:59艾弗尤
      看世界 2023年15期
      關(guān)鍵詞:脈沖星引力波交響曲

      艾弗尤

      假若可能的話,請遠離鬧市,在寂靜的鄉(xiāng)野,仰望夜空,屏息靜聽。

      6月末,一群宇宙物理學家舉行新聞發(fā)布會,宣布他們收聽到了來自宇宙深處的聲音。這些聲音,幾乎可以肯定是源自百億光年以外的古老星系。而這些星系的中心,有著大于太陽十億倍的黑洞。

      據(jù)廣義相對論推定,當星系碰撞,其黑洞捉對纏繞、相互融合時,就會產(chǎn)生引力波—時空一體(spacetime)有節(jié)奏的舒張和收縮。

      由無數(shù)黑洞融合所引起的引力波,張弛有度地在廣袤的宇宙中擴散,引來向有藝術(shù)情懷的宇宙物理學家們,詩興大發(fā):“這些觀察揭示,在引力波交響聲中的宇宙,滾滾波動,喧囂嘈雜,生機勃勃?!薄叭绻覀儼延钪嫦胂鬄橐磺甏蟮慕豁憳罚敲?,這些正在融合的超級黑洞就是貝斯樂手。他們圍繞彼此轉(zhuǎn)動,演奏出低沉而渾厚的樂符,在宇宙音樂大廳中回響。”

      我沒有那么詩意,在反復(fù)聽了一段11秒的錄音后,覺得那更像一種被偶爾打斷的潮汐聲。即便是那種聲音,也還是天文學家將引力波加速4000萬倍后,模擬生成的。看來,是不能寄望于鄉(xiāng)野了。

      牛頓突破上下觀念的桎梏,成功地將引力理論應(yīng)用到天體物理之后,卻弄不明白,萬有引力是怎樣通過廣袤的空間起作用的。畢竟,他的運動三定律都是在動力直接作用下發(fā)生的。

      牛頓把萬有引力的發(fā)現(xiàn),歸功于在科學革命中興起的新型研究方法:以觀察為依據(jù),以不追求絕對結(jié)論的歸納推理為準繩。本著這一原則,牛頓在再版的《自然哲學的數(shù)學原理》中談及萬有引力的作用方式時,加上了著名的“hypothesis non fingo”(我不妄加假設(shè))。

      等到有人敢于假設(shè)并提出理論時,200多年已經(jīng)過去。愛因斯坦打破時空界限,使其成為互為依存、互相轉(zhuǎn)換的一體。任何物體的存在,都會扭曲周邊的時空,而這時空中的物體自然無法逃脫扭曲時空所形成的軌道。引力,原來是通過時空彎曲起作用的。

      廣義相對論所揭示的時空和引力屬性,必然導致黑洞的生成和膨脹—時空的扭曲會不斷加劇。而雙黑洞的纏繞和融合,也會導致原本孱弱的引力產(chǎn)生波動,向宇宙擴散。

      此后百年,人們一直都在幻想引力波。約50年前,科學家們開始尋找引力波蹤跡。北美納赫茲引力波天文臺這個天文學家聯(lián)盟,近年更求證全世界科學家,通過分布在各地的射電望遠鏡,定時觀察來自一百多顆脈沖星的信號。

      脈沖星每秒自轉(zhuǎn)數(shù)百次,由此而造成的間歇性電磁信號,成了地球上最精準的天文計時器。微秒之差,就可證明(引力波)干擾的存在。引力波頻率低、周期長、波長可達數(shù)光年。目前,追尋其蹤跡的唯一方式,是對大量脈沖星長達數(shù)年、數(shù)十年的觀測。

      原來,來自宇宙深處的引力波交響曲,并不真的是“聽來的”。至于那交響曲到底是由什么樂器奏成,也只能靠在觀察的基礎(chǔ)上進行歸納推理。而那交響曲—至少是其中一些音符,也有可能是大爆炸的余韻。

      畢竟,愛因斯坦并不是提出引力波的第一人。而且,他后來還有過反復(fù),至死存疑。看來,科學并不一定那么“科學”,反倒挺藝術(shù)的。

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