宇宙结构中的涟漪可能揭示时间的开始

科学家们在发现如何使用时空中的涟漪(称为引力波)来回顾我们所知道的一切的起源方面取得了进展。研究人员表示，通过了解宇宙结构中的这些涟漪如何流经行星和星系之间的气体，他们可以更好地了解大爆炸后不久的宇宙状态。

“我们无法直接看到早期宇宙，但如果我们看看当时的引力波如何影响我们今天可以观察到的物质和辐射，也许我们可以间接看到它，”DeepdeepGarg说，他是一篇论文的第一作者，在《宇宙学和天体粒子物理学杂志》上报道了结果。Garg是普林斯顿等离子体物理项目的研究生，该项目位于美国能源部(DOE)普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)。

Garg和他的顾问Ilya Dodin隶属于普林斯顿大学和PPPL，他们从他们对聚变能的研究中采用了这项技术，聚变能源是科学家正在开发的为太阳和恒星提供动力的过程，以便在不排放温室气体或产生长寿命放射性废物的情况下在地球上发电。聚变科学家计算电磁波如何穿过等离子体，等离子体是电子和原子核的汤，为被称为托卡马克和仿星器的聚变设施提供燃料。

事实证明，这个过程类似于引力波在物质中的运动。“我们基本上让等离子波机械来解决引力波问题，”Garg说。

引力波是阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)在1916年根据他的相对论首次预测的，是由非常密集的物体运动引起的时空扰动。它们以光速传播，并于2015年由激光干涉仪引力波天文台(LIGO)通过华盛顿州和路易斯安那州的探测器首次发现。

Garg和Dodin创造了理论上可以引导引力波的公式，以揭示天体的隐藏特性，例如许多光年之外的恒星。当波流过物质时，它们会产生光，其特征取决于物质的密度。

物理学家可以分析这种光，并发现数百万光年外恒星的特性。这种技术还可能导致关于中子星和黑洞撞击在一起的发现，黑洞是恒星死亡的超致密残余物。它们甚至可能揭示大爆炸期间发生的事情和我们宇宙早期的信息。

这项研究开始时并没有意识到它可能变得多么重要。“我认为对于一个研究生来说，这将是一个为期六个月的小型项目，涉及解决一些简单的事情，”多丁说。“但是一旦我们开始深入研究这个话题，我们意识到对这个问题知之甚少，我们可以在这里做一些非常基本的理论工作。

科学家们现在计划在不久的将来使用该技术来分析数据。“我们现在有一些公式，但获得有意义的结果需要更多的工作，”Garg说。

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