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引力波留下可检测的标记: 研究

根据一项研究,引力波-时空结构中的波纹-留下了大量的 “记忆”,即使它们过去了,也可以帮助检测到它们。

2016年首次发现的这些波浪为宇宙提供了一个新的窗口,有可能告诉我们从大爆炸之后的时间到银河系中心的最新事件的一切。

价值十亿美元的激光干涉仪引力波天文台 (LIGO) 探测器监视24/7是否有引力波通过地球。

美国康奈尔大学 (Cornell University) 博士候选人亚历山大·格兰特 (Alexander Grant) 表示: “引力波通过后,引力波会给探测器留下永久变化,这是广义相对论相当不寻常的预测之一。”

物理学家早就知道引力波会在粒子的路径上留下记忆,并确定了五个这样的记忆。

这项研究发表在《物理评论D》杂志上,发现了引力波通过的另外三个后效,即 “持久引力波可观察性”,有朝一日可以帮助识别穿过宇宙的波。

格兰特说,每种新的可观察物都提供了确认广义相对论的不同方法,并提供了对引力波固有特性的洞察力。

研究人员说,这些特性可以帮助从宇宙微波背景中提取信息-大爆炸留下的辐射。

康奈尔大学 (Cornell University) 教授埃娜·弗拉纳根 (Eanna Flanagan) 说: “我们没有预料到可以观察到的东西的丰富性和持久性。”

研究人员确定了三个观测值,这些观测值显示了引力波在时空中的平坦区域中的影响,该区域经历了引力波的爆发,之后又回到了平坦区域。

第一个可观察到的 “曲线偏差” 是两个加速观察者彼此分开的程度,与具有相同加速度的观察者在不受引力波干扰的平坦空间中彼此分开的程度相比。

第二个可观察到的 “整体” 是通过引力波沿两条不同的曲线传输有关粒子的线性和角动量的信息,并比较两个不同的结果而获得的。

第三部分着眼于当其中一个粒子具有固有自旋时,引力波如何影响两个粒子的相对位移。

研究人员以检测器可以测量的方式定义了这些可观察值中的每一个。

研究人员说,曲线偏差和纺丝颗粒的检测程序 “相对简单”,只需要 “一种测量分离的方法,并让观察者跟踪它们各自的加速度”。

研究人员说,检测可观察到的整体将更加困难,“需要两个观察者来测量时空的局部曲率。”

他们说,鉴于LIGO甚至可以检测到一个引力波所需的大小,因此检测整体可观察到的能力超出了当前科学的范围。

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