“你說的沒有錯，知道是為什麽嗎？”

    虛妄看著楚雲問道。

    “洗耳恭聽。”

    楚雲說道。

    “我知道，那是因為它的強度隻有電磁輻射的10^38分之一。”

    吳剛說道。

    “聰明。”

    虛妄說道。

    “我知道，一種探測引力輻射的方法是在盡可能不受其他任何振動源影響的地方懸掛一根大物質棒，並用靈敏儀器進行監測，看它是否顯示引力波經過時必然產生的幹擾。”

    李思特說道。

    “怎麽說？”

    吳剛問道。

    “在1960和1970年代，科學家們就曾用巨大鋁棒做過這類開創性實驗。

    其靈敏度之高能夠監測出實驗室外麵街上駛過的車輛引起的棒的振動，但這些實驗都未能證認出引力輻射的信號。”

    李思特說道。

    “這並不奇怪，因為如果愛因斯坦理論正確，地球附近的任何引力輻射都過於微弱，無法產生可測知的棒振動。

    然而進行此類實驗是值得的，通過這些實驗可以弄明白是否還有愛因斯坦理論未曾預言的現象，也能探尋可用於更靈敏引力輻射探測器的新方法。

    這樣的探測器在那個年代，還有在二十一世紀初，也一直正在建造之中。

    也就是2017年年底的時候，可以家證實了愛因斯坦愛因斯坦的引力波真實存在。”

    五號提醒他們道。

    “我記得被發現的時候，整個科學界都轟動了。”

    楚雲說道。

    “是的，你們也要知道，有兩類引力輻射源應該能夠在時空中引起強到足以用下一代儀器進行探測的波動。”

    五號說道。

    “是哪兩類？”

    四號問道。

    “一類是大質量恒星的外層發生超新星爆發、內核坍縮成中子星或黑洞的事件。

    這種事件按人類時間尺度是極為稀罕的，但銀河係中不時會發生可測知的超新星，平均大約每25年一次。

    當出現超新星時，它們應在很短時間內產生大量引力輻射，一次持續僅僅5微秒的爆發式輻射的能量與太陽全部質量相當。

    作為比較，地球在其繞太陽軌道上運動產生的引力輻射功率僅僅200瓦，相當於一枚普通燈泡輸出的功率。

    即使這樣的事件發生在1萬秒差距之外的銀河係中心附近，它產生的引力輻射中到達地球的部分在數量上，相當於我們在大約100秒鍾內，從太陽接收到的整個波譜範圍的電磁輻射能量。”

    虛妄淡定地說道。

    “這樣的爆發應該比較容易探測對不對？”

    李思特問道。

    “雖然很容易，但此類事件十分罕見，所以直接觀測引力輻射的首選目標是探測脈衝雙星那樣由兩顆互相繞轉的極致密恒星組成的係統產生的引力輻射。

    這樣一個係統很像極端形式的舉重運動員的杠鈴。

    從繞轉平麵觀察，它產生的引力波可以根據對同一平麵內的圓環的影響而顯現出來。

    物理學家稱這種輻射為四極輻射。”

    虛妄說道。

    “怎麽說？”

    李思特問道。

    “四極輻射可借助電荷的輻射予以最簡單的說明。

    一正一負的一對電荷構成一個偶極子，當這兩個電荷運動時，它們產生偶極電磁輻射。

    偶極子盡管能以這種方式輻射，它整體上則是電中性的。

    一對偶極子構成一個含兩個正電荷和兩個負電荷的四極子。

    當四極子中的電荷以合適方式運動時，它們產生四極輻射。

    然而與電荷不同的是，質量隻有一種符號，所以沒有與偶極電磁輻射對應的引力輻射。

    互相繞轉的兩個質量的行為類似一對偶極子，它們產生的引力輻射可通過對前麵提到的那個圓環的影響而顯現出來。

    當引力波經過時，圓環在一個方向上被壓縮而同時又在與之成直角的另一方向上被拉伸，使它變形為一個橢圓環。”

    虛妄說道。

    “然後發生了什麽？”

    楚雲問道。

    “我也想知道，之後發生了什麽？”

    李思特說道。

    “然後反過來，先恢複到起初的圓形，隨即變形為與第一個橢圓垂直的橢圓。

    這種在成直角的兩個方向的交替壓縮和拉伸是四極輻射的特有性質。

    要探測這樣的輻射，你隻需要用擺放成直角形l的三個質量，來監測引力波經過時引起的時空畸變。

    當然你還需要一些很精密的測量儀器。”

    虛妄說道。

    “怎麽說？”

    李思特問道。

    “你們要知道，新一代引力輻射探測器打算采用的辦法，是將三個作為試驗質量的重物擺放在數公裏長的地下真空管道中。

    試驗質量表麵拋光成反射鏡麵，並用激光束進行監測。

    激光束在真空管道中射向鏡麵並反射，從探測器兩臂出來的激光束會聚到一台幹涉儀，後者利用激光的波長測量出試驗質量位置的變化。”

    虛妄說道。

    “能夠詳細說明嗎？”

    楚雲問道。

    “典型設計的管道長3公裏，每條管道兩端的試驗質量之間距離變化的測量精度高達10^-18米，小於一個原子核的直徑。”

    虛妄說道。

    “我怎麽覺得這個實驗，很像19世紀初試圖檢測地球相對於以太的運動但以失敗告終的邁克耳孫-莫雷實驗。

    更大規模的類似探測係統最終有可能建造在空間或月球上。”

    五號說道。

    “那是曆史，現在早在月球上有空間站了。”

    李思特說道。

    “我當然知道了，你們要知道，所有這些探測引力輻射的實驗計劃很可能由一種完全不同的辦法取代。”

    五號說道。

    “你到底想說什麽？”

    李思特問道。

    “根據暴漲理論的某些版本，在大爆炸之後約30萬年、宇宙還很年輕、物質與背景輻射之間發生最後的直接相互作用時，引力波和物質之間的相互作用應該已經在宇宙物質分布中造成了一種特有的結構。”

    五號說道。

    “為什麽？是真的？”

    李思特問道。

    “如果說真的這樣，這一結構就應該作為化石遺跡保存在背景輻射自身之中，在使用諸如cobe衛星儀器和地麵探測器所做的觀測得到改進後，已經被探測到。”

    五號說道。

    “的確已經被探測到了，還有嗎？”

    楚雲問道。（m.101novel.com）