美国科学家17日宣布,他们发现了原初引力波穿越婴儿宇宙留下的印记,这是宇宙刚刚诞生时急剧膨胀的首个直接证据。这一突破性的重大发现,有望帮助科学家弄清宇宙诞生之谜。
科学界目前普遍认为,宇宙诞生于距今约140亿年前的一次“大爆炸”。在大爆炸后不到1秒的原初时刻,宇宙曾在极短时间内经历了速度快到无法想象的急剧膨胀,这一过程被称为“暴涨”。
为验证暴涨理论,美国哈佛-史密森天体物理学中心等机构研究人员利用位于南极的BICEP2望远镜,对宇宙大爆炸的“余烬”——微波背景辐射进行观测。微波背景辐射是一种均匀散落在宇宙空间中的微弱电磁波,它如同埋藏在宇宙深处的“化石”,记录着早期宇宙的许多信息。
微波背景辐射中的微波因为被原子和电子散射而具有偏振性,新研究寻找的是一种叫作B模式的特殊偏振模式,其特点是会形成旋涡,是宇宙极早期的一种时空波动——原初引力波留下的独特印记。
研究人员说,他们意外发现了比“预想的强烈得多”的B模式偏振信号,随后经过3年多分析,排除了其他可能的来源,确认它就是暴涨期间原初引力波穿越宇宙导致的。这意味着宇宙暴涨理论获得迄今最有力的证据,并将帮助人们更详细地了解暴涨的过程。
一些物理学家认为,这是一项诺贝尔奖级别的发现。
爱因斯坦于1916年提出的广义相对论预言了原初引力波的存在,但科学界此前一直没有找到这种波存在的证据,新发现也意味着广义相对论的胜利。