引力波輻射的檢測儀器有多種,不過在地球上探測引力波輻射的檢測站分成四種儀器裝備:共振質量探測器,激光干涉引力儀探測器,航天器測距器,脈衝星計時器。
每種探測儀器都有它的探測原理,其實可以探測到引力波的波動太過於微乎其微,這種波動只有原子核尺寸的千分之一距離,因此探測引力波輻射儀器都是非常先進精確的設備。
目前地球上使用的引力波輻射探測儀器屬脈衝星計時探測最為精確,脈衝星是宇宙的計時器,其中毫秒脈衝星的計時功能最為規律。毫秒脈衝星所發射的電磁輻射抵達地球的時間,可以被預測至納秒精確度。由於脈衝星所發射的信號具有極高的規律性,所以可以從觀察到在計時方面的不規律性,估算出隨機背景引力波的上限。脈衝星計時陣列用一組脈衝星的脈衝訊號抵達時間來尋找任何有關聯的信息,在地球與脈衝星之間的時空會被通過的引力波彎曲,從而導致脈衝星所發射的脈衝訊號傳播至地球的時間有所改變。這樣由毫秒脈衝星組成的脈衝星計時陣列可以用來尋找有關聯的改變,從而探測出引力波。
探測引力波還會受到“位移噪聲”與“傳感噪聲”的影響,位移噪聲是因實體物體的移動而形成的噪聲,如地噪聲、熱噪聲;傳感噪聲是對於實驗用的儀器設備本身的微小位移所進行的量度而產生的噪聲,例如,散粒噪聲。
李愛牛針對引力波探測製作了暗光波量子效應探測器,這種引力波探測儀器的原理就和暗光波通訊設備以及暗光波望遠鏡相類似,都是用了暗光波具有暗物質與暗能量的特點,通過宇宙中物質與能量的變化反應到暗物質與暗能量中,因此宇宙中的神秘之處真的是非常奇妙。
暗光波量子效應探測器對於“位移噪聲”與“傳感噪聲”的影響幾乎沒有,這樣暗光波量子效應探測器對於引力波探測的靈敏度與精確度進一步提高,因此暗光波量子效應探測器在探測引力波領域可謂是獨樹一幟。
研究引力波的意義不只是探索發現黑洞與中子星,它的意義還在於宇宙中更多的秘密,這就如同一個蘋果落地,這裡面就是牽扯到了太多的東西。
宇宙中的神秘與不解之處有太多太多,產生引力波的中子星和黑洞就是宇宙中的神秘,無論中子星還是黑洞都是天文物理學可以輕易解釋的,這樣的神秘之處如果能夠能一點點剝離開來,宇宙的神秘面紗也許會慢慢的褪下來。
一立方厘米的中子星就能達到20億噸,那就是中子星上取下一塊指甲蓋大小的物體,就有這麽可怕的重量,中子星的密度最高能夠達到20億噸每立方厘米,最低也有8000萬噸每立方厘米,也就是說,它的物質密集程度至少是水的80萬億倍。如果做個比較,把地球也壓縮到中子星的密度,我們的大小會變成什麽樣,結果是地球會成為一個半徑90米到260米的物體。當然這只是如果,其實地球是不會變成中子星的,要成為中子星那得是大質量的恆星,當大質量恆星進入到末期之後,核聚變反應已經把它可供消耗的物質消耗得差不多了,至此恆星已經停止對外釋放能量,而與此對應的朝外的壓力也就消失了,突然在它的自身上起主要作用的就是本身質量產生的引力。在這種巨大引力的影響下,這顆恆星開始向內收縮,整個過程所用的時間非常少,甚至會加速坍塌引起爆炸,這也就是常說的超新星爆炸。在坍縮的過程中,恆星上的物質形態也在發生變化,聚變反應殘留下來的物質會把電子融入質子當中,最後就成為了中子,直到完全成為一顆中子構成的天體(中子星)。跟原子相比,中子最大的特點就是它會把原子結構中的多余空間吃掉,當電子和質子融合之後,原來供電子活動的外部空間也就沒用了,所有的核心結構也就是原子核都緊密地排列在了一起。
中子星的存在其實在某種程度上跟黑洞很像,從人類對中子星和黑洞的研究來看,中子星確實是宇宙中除了黑洞以外密度第二大的存在,因此中子星和黑洞便是成了宇宙中神秘的天體。
探測引力波便是去發現和研究中子星與黑洞等特殊的天體,中子星與黑洞會合並吞噬周圍的天體,因此中子星與黑洞會不斷的膨脹壯大,成年期的中子星與黑洞似乎和新的恆星形成又是有些密不可分的關系。
中子星與黑洞在白牛和李愛牛的交流中,他們伽瑪星球認為的那種天體就是玻色子星。在更一步的科學研究中發現認為所有微觀粒子可以分為兩種, 那就是費米子和玻色子。其中費米子是自旋為半整數的粒子,它們是構成物質的基礎;而玻色子自旋為整數,它們可以讓費米子聚集在一起或是相互分開。費米子滿足泡利不相容原理,因此在同一個空間內的分布是有限的;玻色子不同,它們不需要遵從這樣的規律,這就使得它們可以在很小的范圍內堆積很多的粒子。根據這種科學推測,如果排列合適的話,一個空間內可以聚集大量的玻色子,它們可以累積到極其巨大的質量,由於這裡的物質非常密集,因此密度非常高,這就是玻色子星。
玻色子星在李愛牛研究看來它就是中子星與黑洞。李愛牛多次探索過引力波,他就是要確定觀測到的黑洞或中子星中,可能有一部分就是玻色子星,但目前沒有人進入到黑洞或者中子星裡面,恐怕人類的技術也無法進入其中,因此這種論證只能通過探索引力波來研究的。
目前以伽瑪星球的科技也不敢進入到玻色子星中,玻色子星倒不是有多神秘,只是它卻是異常恐怖的存在,別說是進入玻色子星內,及時靠近它在百個天文單位之內,都會被其吸入其中而被撕的粉碎蕩然無存。
除了玻色子星,還有反物質星也是一種特殊的天體存在。
這個宇宙,能夠看到的知道的都是由物質組成的。但根據理論分析,在宇宙大爆炸時,物質和反物質應該是等量產生的。由它們組成的粒子和反粒子之間電荷相反,其他的性質相同,遇到一起就會湮滅為能量。
最後的難題:138億年前那些反物質都去哪了呢?