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台灣科學家 找到宇宙膨脹證據

自由時報/ 2014.03.19 00:00
〔編譯管淑平、記者陳怡靜、林曉雲、湯佳玲/綜合報導〕美國哈佛─史密森尼天文物理學中心的研究團隊,十七日宣布找到宇宙膨脹(inflation,或稱暴脹)的直接證據:宇宙大爆炸迅速膨脹產生的初始重力波。

發現宇宙大爆炸產生的重力波

科學家相信,現今所見宇宙是一百三十八億年前一次大爆炸後在極短瞬間迅速膨脹形成,重力波是宇宙膨脹時以光速往外擴散、扭曲時空的微弱波動,被視為宇宙大爆炸的「回音」。物理學家愛因斯坦一世紀前即預測重力波的存在,直到現在才被直接證實。

參與美研究 足以摘下諾貝爾獎

這項發現形同找到宇宙大爆炸的「指紋」,被譽為二十五年來宇宙探索最重大發現,也將為物理學領域展開全新年代,重要性足以摘下諾貝爾獎。最年輕的研究團隊成員是來自台灣的史丹福大學物理學家郭兆林。

郭是加州柏克萊大學博士,論文研究基地為南極。他負責設計偵測器,如同是這項研究計畫的心臟。郭的成就堪稱為台灣之光。

該研究團隊利用位於南極的第二代宇宙星系外偏振背景成像望遠鏡(BICEP2),觀測宇宙大爆炸「餘暉」、瀰漫整個宇宙的宇宙微波背景輻射;宇宙微波背景輻射會因與電子、原子交互作用而產生偏振,研究人員經過三年觀測分析,從中找到重力波留下的獨特波紋:B模型偏振,證實重力波的存在。

驗證愛因斯坦廣義相對論

重力波是愛因斯坦的廣義相對論以及宇宙膨脹理論所欠缺的證據,重力波強度與宇宙膨脹威力有關。BICEP2團隊測得的訊號強度是原本預期的將近兩倍,哈佛大學物理學家勒布(Avi Loeb)說,這些結果不僅直接證明宇宙膨脹理論,也透露膨脹何時發生和威力;正研究同一領域的歐洲太空總署普朗克衛星預計八月發表成果,屆時將可驗證BICEP2團隊的結論。

團隊成員約翰霍普金斯大學物理學家卡米楊科沃斯基(Marc Kamionkowski)說,即使結果被確認,「我們也僅知道宇宙膨脹在重力波上編碼、抄錄在宇宙微波背景輻射上傳遞電報給我們」,還需要以此為基礎,更詳細、精確觀測,才能充分瞭解這份電報要告訴我們什麼。

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