愛因斯坦的「重力波」在南極歷經9年觀測終獲證實 
美國科學團隊3/17日宣布偵測到愛因斯坦一百年前提出的「重力波」,成為一百卅八億年前宇宙發生大爆炸的直接證據,

研究計畫最關鍵的偵測儀器由台大物理系畢業、現任美國史丹福大學物理系助理教授的郭兆林設計;學界認為,證明重力波的存在讓研究團隊具有問鼎諾貝爾的資格。

138億年前,宇宙在大爆炸後的不到兆分之一秒以驚人速度擴張形成我們認知的宇宙,這是所謂的「宇宙暴脹論」,因為一直找不到證據「重力波」,只能當理論。

在南極透過BICEP2天文望遠鏡歷經九年的觀測,郭兆林所屬的研究團隊總算找到宇宙大爆炸後產生的重力波。研究團隊由哈佛大學教授柯瓦奇領銜,核心成員除了郭兆林,還有加州理工學院的柏克和明尼蘇達大學的普萊克。選擇南極是因為當地最乾燥也最乾淨,觀測的干擾最少。

郭兆林說:「這真讓人興奮。我們首次發現重力波,並證實宇宙起源的理論。」普萊克形容,研究原本有如大海撈針,但「我們卻找到一根鐵撬」。

沒有參與研究的哈佛大學天文學者羅布表示:「這項發現提供了對某些基本問題解答的新想法:人類為何存在?宇宙是如何開始的?觀測結果不僅是宇宙暴脹論的鐵證,也說明了宇宙何時發生暴脹和過程的威力有多大。」

羅布表示:「如果獲得確認,這將是發現宇宙正加速擴張後最重要的發現。」羅布將觀測到重力波和1998年的觀測開啟對「暗能量」的認識相提並論,三位研究者在2011年獲得諾貝爾物理獎。

郭兆林表示,觀測的重點在於尋找重力波的特徵B-mode。他刊登在200512月「物理雙月刊」中的論文提到:「如果以偏級量的變化方向作為局部座標,將偏極(polarization,光子的自旋分布)分解為與變化方向平行以及與變化方向呈四十五度角的兩個分量(分別稱為E-modeB-mode),依據簡單的鏡像對稱原理,線性的純量微擾完全不會造成任何的B-mode偏極。換句話說,要是觀測到B-mode偏極,等於是看到張量微擾,也就是宇宙重力波背景。」

相關研究可上網查看。網址:http://bicepkeck.org

大爆炸(Big Bang)是描述宇宙誕生初始條件及其後續演化的宇宙學模型,這一模型獲得現今科學研究最廣泛的支持。所謂的大爆炸觀點是:宇宙從將近140億年前,由一個密度極大且溫度極高的太初狀態演變而來,並經過不斷的擴張到達今天的狀態。

大爆炸理論的模型框架基礎是愛因斯坦的廣義相對論。1929年,美國物理學家哈柏通過觀測發現,所有遙遠的星系和星團與我們距離愈來愈遠。

如果當前星系和星團間彼此的距離不斷增加,則表示過去它們曾經距離很近。從這個觀點物理學家進一步推測:宇宙過去曾處在一個密度極高且溫度極高的狀態,大型粒子加速器在類似條件下的實驗結果也支持此理論。

大爆炸一詞首先是由英國天文學家霍伊爾所採用的。霍伊爾支持宇宙穩態模型學說,與大爆炸對立。他在19493BBC的廣播節目中提到對立學說並稱之為「這個大爆炸的觀點」。

1964年科學家發現宇宙微波背景輻射,是支持大爆炸確實發生的重要證據,特別是當測得其頻譜從而繪製出它的黑體輻射曲線之後,大多數科學家都開始相信大爆炸理論。

 

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