#引力波噪声#
好的,这是一篇基于您的要求,对原文进行简化、通俗化并聚焦实证的概括。
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LIGO的争议:宇宙信号,还是仪器误差?
自从2015年LIGO首次捕捉到引力波以来,科学界普遍相信他们听到的是双黑洞在宇宙深处碰撞合并的“巨响”。主流的解释非常完美:这两个天体碰撞时,会像石头丢进水里一样产生时空的涟漪,这就是引力波。当它传到地球,会引起LIGO探测器两条长臂发生极其微小的伸缩,科学家通过测量这种伸缩,就能反推出去宇宙天体的质量等信息。
这套理论的核心是“激光波长不变”。他们假设激光在真空管道中的速度和波长是绝对固定的,所以任何信号都只能是由引力波引起的“臂长变化”导致的。
然而,一个名为GGT(梯度引力理论)的新观点对这一完美图景发起了挑战。提出者李易民认为,LIGO听到的“宇宙之声”,可能很大一部分是来自探测器自己内部的“杂音”。
GGT理论讲述了一个不同的故事:
1. 源头不同:问题出在LIGO那威力巨大的激光本身。即便经过精密控制,其强大的功率也会产生微小的、无法消除的波动。
2. 核心效应:这种功率波动会轻微地扰动激光所处的局部空间,导致激光的实际传播速度发生动态变化。
3. 关键误读:根据物理学公式,在激光频率不变的前提下,速度变化直接导致波长发生了变化。然而,LIGO的数据分析程序死板地认定“波长是恒定不变的”,于是它坚定地将“波长的变化”错误地翻译成了“臂长的变化”。
4. 最终结果:这个本不存在的“臂长变化”信号,被算法解读后,就被误认为是来自宇宙的黑洞碰撞信号,并计算出了一个对应的“黑洞质量”。
那么,我们如何判断谁对谁错呢?
GGT理论做出了一个非常明确、可以验证的预言:既然信号是激光功率产生的,那么功率越高,产生的效应就越强,被误读出来的“黑洞质量”就应该越大。
数据似乎正在支持这个大胆的预言。 如果我们看看LIGO各时期发现的“最大质量黑洞”,会发现一个惊人的趋势:
· O1期(2015年,激光功率约100千瓦):发现的最大黑洞是 35.6 倍太阳质量(GW150914)。
· O2期(2016-17年,功率约125千瓦):发现的最大黑洞是 50.6 倍太阳质量(GW170729)。
· O3期(2019-20年,功率约165千瓦):发现的最大黑洞达到了 85.0 倍太阳质量(GW190521)!
可以看到,随着LIGO一次次升级激光功率,他们“发现”的黑洞的最大尺寸也在同步稳定增长。这用天体物理学是很难解释的——宇宙为什么偏偏在LIGO功率调高后,才“变出”这么多前所未见的巨洞?但这却完美符合GGT“功率驱动误差”的预言。
根据这个趋势,GGT理论进一步预言:在目前正在进行、功率更高的O4期(2023年起,功率约200千瓦),LIGO几乎一定会“发现”质量超过100倍太阳质量,甚至接近150倍太阳质量的极端黑洞。
最终,这场争论的裁判不是权威,也不是论文,而是数据本身。 如果O4期的数据再次验证了这个增长趋势,那么就意味着我们需要彻底重新审视LIGO数据的来源。即便最后证明GGT是错的,这种基于公开数据、提出可验证的预言、用实证来说话的研究方法,本身正是科学精神最好的体现。它提醒我们,科学的进步永远需要大胆的质疑和严谨的验证。
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