GolevkaBao|宇宙大爆炸又有新发现？物理学家观测到宇宙弦新迹象，但仍需证实在恒星的发条式闪

在恒星的发条式闪烁中，其微妙畸变现象可能成为"本世纪的最伟大成果"——其认为这些畸变，是由宇宙诞生时遗留下来的巨大丝状网络造成的。

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该动图为对膨胀宇宙中的宇宙弦的模拟。白色的弦比宇宙中可观察到的部分要长，而比可观察到的部分短些的环路则用红色显示；新形成的小环路为黄色。
宇宙学家认为，在宇宙诞生之初，所有的自然力在一瞬间内是统一的。但随着宇宙的膨胀和冷却，这种超力凝聚成了我们熟悉的部分：引力、电磁力和强弱力。
根据一些计算，宇宙冷却的速度可能已经快到超乎我们预料，以至于时空的结构产生断裂，形成了一个充满纯能量的细管网络，并且其已延伸到整个可观测宇宙的宽度。

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宇宙弦的一种可能起源假说
早在20世纪70年代就有人预测过，宇宙弦早已超出了我们现有实验可测量的范围。不过，如今有一些物理学家认为他们已经瞥见了这些巨型一维结构存在的第一个证据。
欧洲核子研究中心（CERN）实验室的理论物理学家凯·施米茨（KaiSchmitz）说："我的直觉告诉我，这些初步迹象看起来是非常有希望。 "但他指出，在任何人宣称发现有力证据之前，还有很长的路要走。
"如果我们发现了宇宙弦，这将是本世纪最伟大的成果。 "伦敦国王学院(King'sCollegeLondon)研究早期宇宙的宇宙学教授尤金·林(EugeneLim)表示："但引用卡尔·萨根的话来说——'非凡的主张需要非凡的证据' 。然而，现阶段的证据有点单薄。 "
"虽然，现在所显示的数据似乎更倾向于宇宙弦的这一种解释，但数量也并没有多到足以证明。 "——约翰·埃利斯

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假设一：脉冲星的摆动
来自纳格拉夫项目（NANOGrav）的新数据可能表明宇宙弦的存在。纳格拉夫项目——是一个由天文学家组成团队，并一直在密切关注着几十颗被称为脉冲星的旋转死亡恒星。
脉冲星从它们的两极发射出无线电波，因此每当这些电波经过我们的视线时，我们可以从地球上方看到有规律的闪光，就像灯塔的闪光一样。然而事实上，脉冲星的闪烁点看起来是如此得不规则，以至于在1967年发现第一颗脉冲星时，就被命名为LGM-1 ，意为"小绿人" 。
由于脉冲星是最精确的宇宙计时器。因此，当它们的闪烁点被扭曲时，物理学家就会立马知道其中出了问题。其中特别是，研究人员寻找到由引力波造成的扭曲——时空中的涟漪，当引力波穿过脉冲星时，会改变闪烁点到达地球的时间的时间。这些引力波可能来自于宇宙弦的颤动、超大质量黑洞的碰撞，或者其他猛烈的宇宙过程。

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纳格拉夫项目（NANOGrav）的最新分析报告于9月9日在线上发布，其汇总了12年多来对分布在北美各地的射电望远镜上观测到的几十颗脉冲星的数据结果。目前，这篇论文仍在接受同行评审，但研究人员发现，有某些东西以同样的方式扭曲了所有脉冲星发出的闪烁点，其频率与预期的引力波相同。这种模式的频率也有可能来自脉冲星中的一些未知的、常见的噪声源，或者是来自测量光点到达地球的时钟中的噪声源。
物理家们已经开始对猜测纳格拉夫（NANOGrav）的试探性信号进行宇宙范畴内的解释，尽管这个信号缺乏一种确凿的特征，可以证明它是引力波：脉冲星计时中的一种关联性，它的出现是因为引力波以交替的方式拉伸和挤压时空。科学家们还需要更多的脉冲星计时数据，才能确定他们的信号是否具有这一关键特征。
"我们还不能确定它是噪音，还是引力波信号。 "国际脉冲星计时阵列（包括纳格拉夫NANOGrav在内的项目联盟）前主席阿尔贝托·塞萨纳（AlbertoSesana）说。
假设二：宇宙射线
【GolevkaBao|宇宙大爆炸又有新发现？物理学家观测到宇宙弦新迹象，但仍需证实】纳格拉夫（NANOGrav）的论文在从事宇宙弦研究的物理学家中，引起了特别迅速的反应。施米茨（Schmitz）表示："这就是所谓的法拉利追逐赛……每个人都急切地想让自己的第一篇论文发出来，成为一个奠定历史的开拓者。 "当他听到纳格拉夫的这个消息时，他正在意大利山区徒步旅行，他在周末兴奋地与他的同事西蒙·布拉西（SimoneBlasi）在WhatsApp上聊这件事。

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几天之内，他们就发布了一篇与维德兰·布尔达（VedranBrdar）合著的论文，他们认为如果宇宙弦是在宇宙有一定的超高温时产生的，那么这些数据就可以被解释为来自宇宙弦。施米茨（Schmitz）表示，这个温度在物理学家中"总会敲响警钟" ，因为在这一点上——强力、弱力和电磁力被认为是统一的。分页标题
在宇宙大爆炸之后，统一的超强力会通过一系列的相变（就像液态水冻结成冰一样），分离出我们如今能看到的自然力。这种杂乱无章的偶然过程可能会创造出宇宙弦作为时空的裂缝，就像我们能在冰块里面看到的裂缝一样。
宇宙会不断膨胀，宇宙弦也随之增长。但每隔一段时间，这些弦就会自我折叠，或者与其他弦相撞，导致回路环在能量爆发时被切断。这些弦环会在数十亿年的时间里持续摆动，随着它们在释放引力波的过程中逐渐失去能量。 "这种现象和你拨动小提琴上的琴弦时非常相似。 "施米茨（Schmitz）解释道。

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位于西弗吉尼亚州的格林班克天文台，是纳格罗夫项目（NANOGrav）使用的几台射电望远镜之一。
总的来说，这些振动回路会产生纳格罗夫项目（NANOGrav）可能观测到的那种引力波信号。然而，这种信号LIGO（探测黑洞和中子星碰撞的引力波天文台）估计是观测不到的。如果这些属实，这将是物理学家打开——关于原始相变领域的第一扇窗户。
另一种更具猜测性的可能性是，宇宙弦可能来自弦理论的微小振动弦。一些弦理论模型提出，在宇宙最初的快速膨胀过程中，弦可能已经成长到巨大的比例。这些类型宇宙弦的张力以及弦环如何断裂的差异，将创造出一种独特的引力波特征，以区别于其他种类。
国王学院的粒子物理学家约翰·埃利斯（JohnEllis），也同样怀疑这些新数据是弦理论的证据："我认为这将是一个非常大的延伸。 "

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假设三：两个巨型质量黑洞的合并
另外，纳格罗夫项目（NANOGrav）发现可能的"引力波信号"可能来自超大质量黑洞，这与宇宙弦不同的是——超大质量黑洞是已知存在的。
几乎每一个大型星系，包括银河系，其中心都有一个超大质量黑洞，其质量是太阳的百万或数十亿倍。如果两个星系合并，它们的黑洞就会开始围绕对方旋转，在它们旋转时产生引力波。
像这种超大质量的黑洞合并目前从未见过。 "令人尴尬的是，由于我们没见过这种现象，所以不知道如何确切判断它们是否合并。我们这在该领域的知识是一个空白。 "普林斯顿大学的天文学家珍妮·格林（JennyGreene）说："它们相互缠在一起是10亿年？还是需要更接近宇宙的年龄，？"
在9月16日在线发表的一篇论文中，埃利斯（Ellis）和一位合作者发现，纳格罗夫项目（NANOGrav）所发现信号的形状看起来更像是宇宙弦的形状，而不是超大质量的黑洞。 "数据似乎更倾向于宇宙弦的解释，但证据并不是很多。 "埃利斯（Ellis）说。
其他研究人员已经探讨了纳格罗夫项目（NANOGrav）可能看到原始黑洞或暗物质辐射的可能性。但每个人都在谨慎行事，都只是进行了试探性的假设。
"就我个人而言，正确的做法是静坐下来等待更多数据。但是，你要知道，我们这些物理学家们已经等得太长时间了。 "格林（Greene）说。

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除了纳格罗夫项目（NANOGrav）外，欧洲的脉冲星定时阵列和澳大利亚的帕克斯脉冲星定时阵列也将在适当的时候，发布他们自己的数据。塞萨纳（Sesana）认为，中国新的500米FAST望远镜和南非的MeerKAT望远镜阵列也正在加入国际上寻找脉冲星引力波的努力中，这将会在未来一段时间内进一步扩充数据量。 "我们全人类都在共同努力收集和分析数据，以通过得到充足的数据，来探索在遥远那一边究竟发生了什么。 "
撰写：GolevkaTech
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