美科学家清楚“听见”宇宙大爆炸“余响”（图）
图为科学家在南极用BICEP2望远镜发现引力波。
仰望浩渺的星空，人们总想问：宇宙从何而来？美国物理学家17日宣布，首次发现了宇宙原初引力波存在的直接证据。这将帮助解答宇宙诞生之谜，被认为是诺贝尔奖级别的重大成果。
信号“比预想中强烈”
美国哈佛—史密森天体物理学中心等机构物理学家利用架设在南极的BICEP2望远镜，观测宇宙大爆炸的“余烬”——微波背景辐射。微波背景辐射是由弥漫在宇宙空间中的微波背景光子形成的，计算表明，原初引力波作用到微波背景光子，会产生一种叫做B模式的特殊偏振模式，其他形式的扰动，都产生不了这种B模式偏振，因此B模式偏振成为原初引力波的“独特印记”。观测到B模式偏振即意味着引力波的存在。
南极是地球上观测微波背景辐射的最佳地点之一。研究人员在这里发现了比“预想中强烈得多”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，确认它就是原初引力波导致的。研究共同作者、明尼苏达大学的克莱姆·普赖克说：“这就好像要在草堆里找一根针，结果我们找到了一根铁撬棍。”
大爆炸之初得以一窥
在天文学几百年来的发展过程中，人们观测宇宙的主要手段是观测光，也就是说几乎所有天文实验都是在收集光子。而根据标准宇宙大爆炸理论，大爆炸之后约40万年，光子、电子及其他粒子混在一起，宇宙处于晦暗的迷雾状态，光无法穿透。而引力波则不同，它诞生在宇宙大爆炸之初并以光速传播。从事引力波研究多年的美国亚利桑那州立大学理论物理学家劳伦斯·克劳斯认为，引力波被测量到，意味着人们可以通过引力波而一直追溯到大爆炸之后仅仅10的负35方秒的极早时期，同时引力波也可以作为另一种观测宇宙的手段。引力波天文学这门新学科的大门也由此打开。
完整广义相对论拼图
新发现还将有助于真正理解宇宙大爆炸原初时刻的物理过程。根据上世纪80年代逐渐发展起来的暴涨理论，140亿年前，在大爆炸之后不到10的负35方秒的时间里，宇宙以指数速度急剧膨胀，即所谓“暴涨过程”。原初引力波忠实记录了暴涨时期的物理过程。
此外，新发现也填补了广义相对论实验验证中最后一块缺失的拼图，让现代物理学的根基更加坚实。
劳伦斯·克劳斯说，虽然这项成果还需要得到进一步验证，但“无论怎样，都令人激动”。如被证实，将“可以跻身过去25年最重要的宇宙学发现之列”，有望获得诺贝尔奖。
“世纪悬案”
原初引力波是爱因斯坦于1916年发表的广义相对论中提出的。它是宇宙诞生之初产生的一种时空波动，如同创世纪大爆炸的“余响”，将帮助人们追溯到宇宙创生之初的一段极其短暂的急剧膨胀时期，即所谓“暴涨”。
然而，广义相对论提出近百年来，引力波却始终未被直接探测到，问题就在于其信号极其微弱，技术上很难测量，因此也有人将之戏称为“世纪悬案”。(记者林小春)
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