探寻婴儿宇宙的原初引力波在高能物理“沙漠”中寻找“绿洲”

  目前,人类探索宇宙起源的主要科技手段是搜寻来自宇宙创生时期的时空涟漪,也就是原初引力波。这是因为原初引力波就是宇宙大爆炸的创世余晖,它就像留声机一样忠实地记录了宇宙在古早时期所发生的一切。

  近日,在一项最新的科学研究中,中国科学技术大学蔡一夫教授所带领的国际合作团队发现了婴儿宇宙处在高能物理的“沙漠”能区时,存在着发生原初引力波非线性共振的理论现象。

  在一些原本被认为几乎不可能被探明的宇宙起源理论模型中,原初引力波的信号可以通过这个非线性的现象过程,被共振放大4至6个数量级,甚至可以更大,从而被原初引力波探测器所检测到。这就犹如在深谷中高声语,未见其人,已闻其声。这一最新研究成果为目前国际上正在积极推进的原初引力波探测实验建设提供了重要的科学目标;同时也为搜寻超出粒子物理标准模型的高能新物理打开了一扇窗口。

  该研究成果发表在国际知名学术期刊《物理评论快报》上。

  高能物理的“沙漠”能区

  我们的宇宙,犹如一名正在成长的孩童,夜幕下能看得见的那些璀璨繁星都是依附在物质和暗物质共同组成的大尺度结构这一宇宙“骨骼”上生长出来的。

  不妨闭上眼睛想象一下,如果逆着时间之矢追根溯源,宇宙中所有的物质和暗物质,都曾经以极为微小的基本粒子形态存在于婴儿时期的宇宙中。由于那时的宇宙温度远远高于现在,因此描绘这些基本粒子的物理属性已经超出了目前教科书上所介绍的知识范畴,这也就意味着当时宇宙所发生和所经历的一切都属于粒子物理标准模型之外的高能区新物理。与此同时,由于当前人类科技能力的约束,在高能物理实验中能制备的或者能触及的最高温度(也就是能标),远远低于婴儿时期的宇宙能标。这就导致了人类想要探明这片陌生的物理世界时变得十分被动。因此,科学家常常将这一时期称为高能物理的“沙漠”能区。

  目前,人类探索宇宙起源的主要科技手段是搜寻来自宇宙创生时期的时空涟漪,也就是原初引力波。这是因为原初引力波就是宇宙大爆炸的创世余晖,它就像留声机一样忠实地记录了宇宙在古早时期所发生的一切。

  这些时空波动的幅度大小直接由婴儿时期的宇宙能标所决定的,所以是否有机会探测到这些时空波动的关键,就是看人类能否触及到当时的宇宙能标。

  引力波探测也是人类寻找超出粒子物理标准模型新物理的手段之一。引力波探测的科学目标,还有相变引力波、原初黑洞诱生引力波等。除了原初引力波外,其他科学目标要么离高能物理的“沙漠”能区相差甚远,探测不到新物理;要么其背后的物理还存在着理论上的不确定性。只有原初引力波存在的前提假设,只需热大爆炸宇宙学说成立即可,而这一点早已被多个宇宙学观测所佐证。因此,对原初引力波的科学探索成为了人类走出婴儿宇宙的“沙漠”能区并找到新物理的关键线索。

  “少了”原初引力波的暴胀学说

  作为宇宙起源的主流学说,同时也是高能区新物理的代表性学说,暴胀宇宙的学术观点认为,我们的宇宙在大爆炸创生之后约10-30秒的一瞬间,体积被急剧地放大了约1080倍。这个时候的宇宙生机勃勃,不断快速地自我复制繁殖,并迅速成长壮大。

  这一观点能够从科学观测上找到蛛丝马迹:宇宙在婴儿时期所形成的原初物质以及伴随产生的量子涨落,最终演化形成了大尺度结构,正如本文开端所提到的夜幕繁星和这背后看不见的暗物质等结构,恰好跟人类目前所能探明的大尺度结构不谋而合;此外,原初物质分布决定了今天的宇宙温度,原初的量子涨落也决定了今天的宇宙温度当中存在着涟漪,这恰好为人类的微波探测技术提供了另一个探究婴儿宇宙的重要线索,即宇宙微波背景辐射天图。

  然而,暴胀学说的另一个重要预言——原初引力波,却迟迟未能在科学探测中被捕获。不过,2017年诺贝尔物理学奖花落双黑洞并合所产生的引力波实验发现者,为人类进一步寻找原初引力波注入了强大的科研信心。因此,目前原初引力波已成为了国内外多个宇宙学实验的重点搜寻对象。一旦人类能够成功捕获原初引力波,将为宇宙是否发生过极早期的暴胀过程进行盖棺定论性的检验,并能精确测定超出粒子物理标准模型的高能区新物理所发生的能标。然而,如前文所述,如果暴胀恰好发生在婴儿宇宙的高能物理“沙漠”能区,高于当前人类能触及的最高能标,也就是对撞机实验能标,但又远远低于相互作用大统一的理论能标(一般认为这个理论能标是新物理封顶的最高能标),那么相应产生的原初引力波信号幅度会变得非常小,几乎不可能被目前的宇宙学探测技术所察觉。因此传统的学术观点认为,在这个能区范围去搜寻原初引力波以及它背后的新物理将是“不可能完成的任务”。

  新物质场“放大”原初引力波

  在此次研究中,蔡一夫国际团队引入了一个具有参数共振演化行为的重场,这个新引入的物质场并不会对背景演化以及当前的宇宙学观测进行干扰,但是它可以与原初引力波发生非线性的相互耦合,这样就可以为原初引力波的共振增益提供充足的能量来源。并且,由于暴胀背景演化的特殊动力学性质(慢滚暴胀动力学),导致了被引入的重场和传统的原初物质扰动之间几乎互不干扰。因此,这就确保了暴胀学说与当前的宇宙学观测能够保持完美的契合。在上述研究论文中,作者通过构造一个具体的模型,精准地论证了即便婴儿宇宙是在超出粒子物理标准模型的“沙漠”能区经历的暴胀过程,也能够产生足够大的原初引力波,从而理论上说明高能物理的“沙漠”也可能存在生机盎然的新物理“绿洲”。

  值得一提的是,根据该研究的预分析,通过非线性共振过程产生原初引力波的新理论起源机制有望在将来的宇宙微波背景辐射偏振实验当中进行观测检验,这类实验是通过在宇宙微波背景辐射的偏振天图中进行观察分析其图像信息来提取原初引力波信号。这就为当前正在如火如荼地发展当中的原初引力波探测实验,如中国的阿里原初引力波实验等,提供了重要的科学目标。(作者系中国科学技术大学物理学院天文学系博士生)

  来源:科技日报

#品读经典#
《陈先发论》

文/叶橹

现在我要重点评说的是他近期一组题为“枯七首”的诗篇。他早些年写的诗,也偶有对“枯”这个字的涉及,现在来写这组《枯七首》可能是一种意犹未尽的弥补吧。

我之所以特别瞩目这七首诗,可能也同我行将枯竭的生命体验相关。先来读一下他的开篇之作:

每年冬天,枯荷展开一个死者的风姿
我们分明知道,这也是一个不死者的风姿
渐进式衰变令人着迷
但世上确有单一而永无尽头的生活
枯的表面,即是枯的全部
除此再无别的想象
死不过是日光下旋转硬币的某一面
为什么只有枯,才是一种登临

之所以在开篇之作选择“荷”作为“枯”的描写对象,可能在潜意识中受到“出淤泥而不染”的影响,更重要的或许在于,它既是“死者的风姿”,又是“不死者的风姿”,而让我特别欣赏的,则是“渐进式衰变令人着迷”一句。陈先发之所以把“枯”作为他对生命形式的感受和进入,也就是看重它处在一种“渐变”的状态之中。而我们每一个人的生命过程,如果不是遭遇意外事故,也就是一个循序渐进走向死亡的过程。每一个人在这个过程中的感受和体验不会一样,但“渐变”使我们可以慢慢地逐步地进入深层次的观察和体验。这就是陈先发说它“令人着迷”的缘故。

我觉得这首诗令人着迷之处还在于,它所表达的那种对生命过程的淡定和镇静的态度。在“死者的风姿”与“不死者的风姿”之间所持的平等态度,引导和启发着人们生命的风姿。诚然,正如诗的结句所说,“为什么只有枯,才是一种登临”,因为“枯”意味着饱经风霜之后的成熟,意味着“一览众山小”的高度。陈先发笔下的荷之“枯”,可以同时具有死与不死的风姿,那是因荷到了来年又可以重生,而人就没有这种幸运了。可是为什么人在读着此诗时,并不会感到悲哀,反而在“渐进式衰变”中体验到一种“令人着迷”的心态呢?这就牵涉到艺术审美的纯粹性与超验性的问题了。陈先发在整首诗中所营造的一种氛围,就是让你在艺术的审美过程中升华为对生命过程的沉迷与热爱。人是有自觉生命意识的高级动物,其一大特点就是明知要走向死亡,却不离不弃地追求着自己的理想,甚至明知不可为而为之。透视一切而依然热爱生命,这就是我们能够从“枯”这一现象中发现它美的根本原因。陈先发深谙此道而以诗性的感受表现出来,从而引领读者进入它所呈现的诗境之中。

接下来的《枯》之二,是从“荷”的枯转向了“我”的枯。“当我枯时,窗外有樱花”。视角的转换含有深意,而“窗外有樱花”更意味无穷。诗人的生命意识是主观的体验,而对客观的关注则是一种深入观察。诗人在主观上具备了生命意识的同时,还得对客观的存在保有强烈的生命关注,才是一个完整的社会的人。陈先发这一首偏短的诗,实际上显示了他对主体与客体之间的关联作了一次优美而从容的环顾。个体生命的存在,是以客体生命的存在为依托的。诗人作为个体生命的存在,无论他的枯或荣,无时无刻不与周围的客体生命相关联,所谓“当我枯时,窗外有樱花”,暗含的就是一种对客观世界的尊重和爱惜。诗人对客体生命的关注与热爱,也是他对自身生命的尊重和爱惜。这个世界不会因为某一个个体生命的枯与荣而丧失其运行的规律。我枯了而樱花仍在,这就是陈先发内心深处的感悟。

那么,他眼中和内心世界里的客体存在,就一切都那么美好吗?当然不是。“以枯为食的愿望/能否在今天达成一种簇新的取舍?”这正是此诗的关键转折点。世界的丰富与复杂,正是因为存在着美和丑的交相辉映,诗人主观上对美的向往也包含着他被丑干扰与侵袭。或许诗人也常常为两难困境所陷而难以抉择。所以他在诗中流露出“正欲全身而退”的念头。如果我们不妨揣测和体察诗人的心境,就仔细品味一下他的这些诗句吧:

我写作
我投向诸井的小木桶曾一枯到底

唯有皮肤上苦修的沁凉,仍可在更枯中放大一倍。
远处,
大面积荒滩与荒苇摇曳

当我枯时,人世间水位在高涨

什么叫作诗人的殚精竭虑,什么叫作忧患意识,进入诗人写下这些诗句时的内心世界,你就能悉心体味了。再来读《枯》之三吧:

枯枝和新雪依偎。
这久别之后,苦的形象,也是爱的形象

仅仅从“依偎”和“形象”这两个词中,我们便读出了无尽的温暖、驳杂的心态。能够从枯枝和新雪中读出温暖,才能够体味“依偎”一词的内涵,能够在苦与爱的交融中,窥测到生活的斑斓,才算是对诗人灵智的了解与把握。
诗人以一种切身的经历和体验,描述了客观世界和生活进程中的化简为繁的意向,仅仅在枯枝和新雪两个具象中,就发掘出如此丰满的生活内涵,充分证明了陈先发不仅是一个善于观察和体验的诗人,更是一个沉浸在语言迷宫中的清醒的抉择者。他的那些饱含深情与机智的诗语,总是能够触及人的内心深处某种难以言说的感受。像“一树枯枝披着雪的乱发,远行到我的眼前/新雪的霎亮让人恍惚、目盲”这样的诗句,真的有一种让人过目难忘的效果。还有那令人回味无穷的:“在冷风中听一声生涩的晚钟远去”,不仅有古风的余韵,更是一个现代人诗心的优雅呈现。

《枯》之四或许是这组诗中较为特殊的例子。它所要表达的就是一种以修炼为形式的苦行心态。诗中的“蝉蜕下空壳”与“灰色的旧袈裟”这两个意象,具有某种象征意味,陈先发也许是在不断的写作中饱尝了个中艰辛,所以对于“像蝉,吮吸词之树液”般着力于修炼,而在吮吸的同时,又必须扔掉乃至“多扔掉”些重负。在精神领域的跋涉中,他意识到佩索阿式的“我做过许多个/恺撒,但终不是,真正的恺撒”的自省,而在面对那具“圆寂的僧人”身上发生的奇异现象时,只能承认他的“眼,耳,舌尖依然会欺骗我们”。自己制造过偶像而不是偶像,一具僵尸式的偶像还在欺骗我们,诗人该如何抉择呢?“确定灵魂这只昔日的/笼中之鸟,今日是否仍在笼中”,终于写出了诗人对身处何地的询问。其实,有这种询问的人,又何止是他呢?

陈先发把这样一种处境的困惑也纳入到他心目中的“枯”的范畴,自然是意味着“枯”也只是过程中的瞬间而已。
(未完待续) https://t.cn/AigyPqLc

查理苏的善恶tag,还有铁线莲的花语,“宽恕我,我因你而有罪”,以及公测pv这句又欲又A的语录。结合他现在剧情里表现出的正直、友善、炽热、稚童般的烂漫、诡谲错综的商圈官场与权贵阶级人际交集,为公共安全而献身“消防员”和退而居次的幕后英雄“烧伤整形科医生”,以及非常可爱的自信自恋发言,如果最后给我整个查理苏是幕后boss设定的反转,我发誓我会用我的舌头狂甩他的脸…

“善恶”、铁线莲的花语、还有这句个人语录,可挖的东西都非常多。按照目前剧情来看我不倾向于是查理苏在幕后推动一切,猜是他背后所代表的势力在进行那些无声的阴谋。但是五个男主只有他一个是背照就很耐人寻味,第二次更新的pv里所有提到的关键词里“伪善”是最差的那个,后面接的是查查出场说出现在这里是为了救人不是眼睁睁看着你们拔掉她(病人)身上管子的,如果伪善是对查理苏“善恶”tag的进一步暗示的话,我倾向于这是刻意以第三视角推动的对立,忽视原因而粗暴的将他的举动定性为伪善。这种矛盾制造很有意思,「即便无法被理解我的所作所为——」这种压抑克制却又咬牙坚持自己的信念,或者是背负了什么而不得不继续前行。好吃死了。第三次主线pv里00有一个背对镜头的画面卡,但他在pv里的语录是为不希望你卷进来我绝对不要你成为和我一样的牺牲品,这种站姿和查的开屏卡一样很像是暗示身份转变、立场、冲突,00给我的感觉是成为了背负沉重的骑士,他也确实握住了面具,而55捏住的却是流血的心脏。


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