引力波弹奏起宇宙的琴弦

　　引力波可能揭示一个＂琴弦世界＂，或引力波的样式可能显现弦理论预测的剩余之弦。科学人士对引力波的发现表现了浓烈的好奇心，不免在内心产生了诸多的疑问，媒体人士使用了不少夸张的赞叹词汇，但引力波的发现为人们对宇宙的观测打开了一扇窗口。当观测夜空时，观测的距离越是遥远，人们看到的星空越是接近宇宙早期的画面。
　　天文观测的距离与宇宙时间的关联实际上是建立在一个假设的基础上：天文学家看到的光线没有在他们和光的起源地之间出现反弹。人们通常认为，光线在传播过程中没有遇到任何障碍物，光线从起源地发出，然后无障碍地传播到地球上的天文台。这是相当安全的假设，宇宙空间非常巨大，空间中包括灰尘在内的大多数物质不会对光线传播产生很多的干扰。
　　在宇宙的非常早期阶段，在原子还没有形成的时期，宇宙空间的物质密度非常高，光线在传播时产生了很大的散射，分散的光线意味着由光子携带的有关宇宙起源的信息丢失了，人们不可能真正地看到宇宙非常早期的图像，在宇宙早期的某个时间节点上，极早期的所有带电粒子都粘连起来，宇宙大爆炸创生了第一批物质元素，最早的物质形态排在元素周期表的前三个。
　　引力波的传播则不受物质密度的影响，它们轻松地＂穿越火线＂，快速通过早期宇宙空间的狭窄通道，引力波在传播中没有受到电子和质子一类普通物质的干扰，因此，引力波携带了它们在宇宙大事件中被创造出来的关键信息。引力波在罕见的情形下可能发生了散射，科学家能够获得引力波散射的信息。
　　宇宙早期的物质处在一个宇宙大喷发的＂运动场＂，一个令人兴奋的物理设想是利用引力波来探测那些不发射光线的物体，它们分散了引力波，这类事件和不发光的物体可以被探测的，这类物体是什么？除了诸如原初黑洞之类人们通常理解的物体，像＂宇宙弦＂一类的奇异物体可能得以发现，它们是太空中的＂弦＂物质。弦理论是一种相当成功的理论范式，它将量子力学和引力理论统一在一个理论的体系。
　　弦理论的＂软肋＂是人们不会轻易地观测到＂物质之弦＂，为了目睹最小物质单位弦的＂芳容＂，人们只能提高能量的密度，超过了目前大型强子对撞机拥有的能量密度。在最早期的宇宙中，能量密度刚好达到了弦理论预测的＂弦＂独立存在的程度，最早期宇宙的能量级别达到了弦理论要求的能级，在宇宙诞生的时间点上，所有的物质＂弦＂在太空自由地漂浮，它们一直保持了振动的运动形式，弦各式各样的振动产生了这种那种的基本粒子。
　　宇宙早期绝大多数的＂弦＂摆脱了它们固有的存在样式，进入了看不见的粒子内部，组成了能量振动的＂合唱团＂，一些值得期待的弦理论家认为，极早期的宇宙＂弦＂延续到今天，他们假设存活下来的早期宇宙＂弦＂经历了宇宙史的演变，它们变成了在今日太空漂浮的＂宇宙弦＂，它们好似宇宙的＂精灵＂，也许感到十分孤独，在四处漂移中等待着科学家的发现。宇宙之弦不是人们应该膜拜的对象，而是人们应该发现的奇异物质。在太空四处飘舞的＂宇宙弦＂比基本粒子小很多，现有的观测技术失去了效力，引力波的发现也许提供了它们四处＂躲藏＂的线索，引力波的发现带来了一系列新的物理学意义。
　　（编译：2016-6-2）
　　网页链接