引力波被称为宇宙的标准的汽笛,研究宇宙不仅可以靠看,还可以靠听。当两个致密天体相互并合绕转的时候,它会形成时空的涟漪,就像声音能被大家能听到一样,因为空气在声音传播当中压强发生了变化,引力波是时空的涟漪,本质上振动可以通过“声音”听到。而且引力波携带了非常重要的宇宙学的信C t % A V T q , k息,所以被叫做标准汽笛。2017年引力波的z t V相关研究也获得了诺贝尔奖。
宇宙标准尺:重子声波振荡
我的研究领域q c s ] o K R是做重子声波振荡,它被称作宇2 8 U %宙标准尺,前面有烛光可以看亮度,有汽笛可以听声音,标准尺t C o r i可以测量距离。我们的方法是利用大量的星系样本,利用统计学的性质从里面提取宇宙的演化信息。重子声波振荡研究在2014年也获得了邵逸夫奖。
从这里不难看到,每一种研究方式都很重要。结合这些观测,我们今天能了解宇宙能量组成:4%是大家比较熟悉的普通物质。普通物质就是你、我、他、太阳、黑洞,这些都可以叫做普通物质,你可以看得见摸得着。剩下的96%都是我们不知道的,分成两部分,大概三分之二的是暗能量,剩下的是暗物质。
自从20世纪初设立诺贝尔物理奖以来,一百多次诺贝尔物理奖都颁给了这4%,大家可以猜测一下,还剩下96%的“诺贝尔奖”级研究工作等着我们去发现。
实际上,暗物质、暗能量方面的研究已经获得了多次L 6 & D ; K C ^诺贝尔奖,CMB研究获得过两次,加速膨胀研究2011年获得诺奖,引力波研究2017年M b X W | + & !获得诺奖,还有今年非常重要的Peebles的研究也获得了[ K Q y k _ u z诺奖,他建立了一整套宇宙引力学的框架,如果没有他,我们今天的宇宙学研究是很难展开的,他的工作奠定了基础。
这就是我们今天所了解的宇宙演化历史,基本上可以分为三部分,宇宙的开端。在这个阶段宇宙的膨胀S 5 W非常之迅速,是一个加速膨\ $ C胀过程,就好像一个# 0 j = $ 7 0 u人在婴儿阶段生长是非Q H ` *常迅速的,在很短的时间之内从婴儿变成了一n + 3个巨婴。
中间这个过程宇宙在生长发育,我们都知道有引力w 0 M =作用,在引力作用之下,时空的– _ } 4膨胀大家可以想像,应该是减速的,因为是相互的吸引作用,在这种作用之下,宇宙慢慢的膨胀Z 5 @ , I 0 k,宇宙结构在慢慢的生长,就像树苗一样。
直到60亿年前,宇宙不知为什么又开始加速膨胀,而且是炸裂式的生长,我们至今不知道原因。有些科学家认为是由于有暗能量的存在导致的,但是暗能量是什么我们并不知道,我们只能慢慢接近,利用我们今天的巡天观测,去分析它的性质,探索它的本质。
宇宙应该分为这样一些阶段:大爆炸、之后的暴涨,非常急速的膨胀。然后宇宙当中有一段时间是黑暗时代,这段时间宇宙里面没有发光的东西,g n ( D ; p [因为第一代恒星没有形成,主要是氢。
到此一游~
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