从粒子到宇宙的分类档案

为什么要检验等效原理?显微镜卫星。

不久前,联盟号火箭发射了显微镜卫星,以测试其等效原理。这是什么?为什么我们要提高测试这一物理核心要素的准确性,而这一点已被多个实验充分证实?

等效原理如下:所有物体无论其质量如何都以相同的方式落入重力场。因此,它在广义相对论的构建中起着核心作用,因为爱因斯坦据此才了解到,由于万有引力是相同的,因此有可能将其描述为时空畸变–正是这些包含了我们所有人–而不是作为作用在物体上的力。

Microcsope卫星。 CNES copyrigths。 (D. Ducros的插图)
Microcsope卫星。 CNES copyrigths。 (D. Ducros的插图)

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新物理,终于!

12月15日,欧洲核子研究组织(CERN)宣布了数据中的微小异常,可以解释为一个新粒子。这是大约750 GeV(或7500亿倍可见光能量)能量下的成对光子对,这可能是由一个仍然未知的实体解体而产生的。这项分析是由两个最大的探测器(ATLAS和CMS)共同进行的,该探测器安装在LHC地下100米处的27 km圆周质子对撞机上。

3月17日,提出了一种新的分析方法,尤其是通过CMS实验进行的分析,信号现在变得更加重要。

l观察到的事件'expérience CMS
l观察到的事件’expérience CMS

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无线电爆发的谜团正在展开

大约十年来,在无线电波领域中已经观察到神秘的闪光。他们似乎见证了遥远的宇宙现象在短时间内释放出大量的能量。已经提出了不同的模型来解释其起源。最可信的是基于众所周知的天体物理学的物体。其他人则更具异国情调,例如我与Carlo Rovelli和Francesca Vidotto建议的那种(请参阅 这里),利用量子引力效应将黑洞弹入白洞。

CSIRO's射电望远镜停放了(提供:Swinburne Astronomy Productions)
CSIRO’s射电望远镜停放了(提供:Swinburne Astronomy Productions)

新颖性来自这样的事实,即几天前第一次有可能识别出爆发的星系!距地球60亿光年。
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伽玛暴和黑洞合并:重力警报器?

最近,LIGO实验宣布检测到两个黑洞合并产生的引力波。这是向前迈出的重要一步。第一次,我们明确地观察到了与黑洞的基本特征地平线存在直接相关的效果。此外,甚至可以测量以这些空间波形式发射的能量以及最终黑洞自身旋转的速度。
(信贷:SXS项目)
(信贷:SXS项目)
费米卫星宣布,它几乎与LIGO探测到的聚结同时并来自同一方向,观测到一阵伽马射线。由于其他检测器尚未确认该消息,因此该消息令人怀疑,并且使用两个LIGO天线测量位置时效果很差。但是,如果事实证明这是真的,那将开辟一些有趣的观点。

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大爆炸及以后

这是Dunod刚出版的我的小书“ Big Bang and beyond”的新版本。

这是宇宙学领域的一次尝试,但并不声称它是详尽无遗的。我试图回顾一下宇宙科学的重大突破,但同时也要强调我们尚未理解的事物的巨大意义。我们遇到了黑洞和基本粒子,我们想知道“大爆炸”模型的理论基础和观测基础。总之,出现了多个宇宙的问题。一些哲学上和诗意上的顾虑,显然是出于我自己的兴趣,没有丝毫的追求“panorama”, s’invitent ici et là.
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为了强调科学也是人类的冒险,我在幕后还叙述了一定数量的个人轶事,反抗和社会立场。我认为,当我们仔细研究环境时,对动物造成的痛苦或排除最弱者的问题虽然没有直接关系,但无济于事。

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如果大爆炸附近的天气消失了怎么办?

广义相对论是爱因斯坦的伟大理论,效果非常好! LIGO对引力波进行了宏伟的测量,我们有了新的确认。它告诉我们,空间是动态的实体,宇宙的膨胀实际上就是空间的膨胀。有了它,就可以可靠,准确地说明宇宙历史的主要部分。 las,它在“大爆炸”时代前后或周围不再起作用。因此,有必要建立一个比广义相对论“更好”的理论:一种量子引力理论,即调和20世纪物理学的两个支柱。
我的绘画插图'循环量子引力空间(来源:Carlo Rovelli)
我的绘画插图’循环量子引力空间(来源:Carlo Rovelli)
当前,不存在量子引力的共识理论。在研究最多的模型中,有弦理论和环量子引力。后者揭示了“空间原子”的种类。在过去的十五年左右的时间里,它已成功地应用于宇宙本身,并显示出大爆炸将消失并被巨大的反弹所取代。这当然是一种推测模型,但它是一致的。

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我们真的发现了引力波吗?

引力波是细微的振动’空间和2月11日这一天对他们而言具有历史意义! 我们刚刚经历了一次重大事件。

出版物‘historique’ est 这里.

在深入探讨这个问题之前,我想先评论一下这篇文章的挑衅性标题:这不是质疑或否定LIGO实验所进行的宏伟检测,更不用说质疑其惊人的兴趣了。它的’agit d’既惊人又动人的措施。以这种方式看到黑洞是我们历史上前所未有的,我将得出这个结论。但我仍然相信’重要的是,要对随处可见的各种相当迅速的分析做出一定的澄清,这样,这种非凡的进步值得赞赏。’elle est vraiment !

1)我们刚刚发现了引力波吗?

没有。发现是古老的。实际上,一项发现表明我们认为足够可靠,可以给予我们信誉。这绝不是无可辩驳的证明。这是一堆融合的线索。例如,我们不能确定CERN所测量的是我们理论所预测的希格斯玻色子。但是,似乎如此令人信服,我们可以就实验性希格斯发现最有可能达成共识。
这个意思,我认为我们可以同意,考虑到引力波已经并且很长一段时间被发现了!的确,早在1974年就研究了围绕中子星旋转的脉冲星Hulse-Taylor二元系统,它显示出观测到的轨道周期变化可以通过引力波的发射来准确解释。随后在1993年获得了诺贝尔奖。其他类型的系统也被发现,它们与预测引力波的发射完全一致(参见下图)。据我所知,没有人怀疑’引力波的存在。因此,检测早在几十年前就已经进行了。
有人可能会说这是间接检测,而最近的LIGO检测是直接检测。我认为这种区别没有认识论意义。从来没有检测到“directe”:我们观察到物理现象对用作测量工具的物体的副作用。这是在所考虑的两个实验中都发生的情况,第二个(LIGO)并不比第一个更“直接”。我坚信,如果LIGO型干涉仪自然存在并且我们自己建立了二进制系统,那么我们将其称为“直接检测”。

独立于LIGO最近检测到的'期间的演变以及与预测的比较(实线),原因是'émission d'引力波,用于二元系统。
独立于LIGO最近检测到的’期间的演变以及与预测的比较(实线),原因是’émission d’引力波,用于二元系统。

2)我们终于看到了引子吗? 继续阅读

LSST:宇宙的巨人

智利正在建造大型LSST望远镜。它属于8米级别(通常是目前使用的最大望远镜的大小)的一部分。但是它具有一个非常特殊的特征,使其与其他仪器区分开来,无疑将构成该领域的一次真正的革命:它具有极其广阔的视野!他并不试图观察具有很高放大倍率的行星,恒星或星系,而是试图绘制宇宙的全球地图。到目前为止,我们只知道到深处的一小部分天空。

该仪器将对数十亿个星系(和100亿个恒星)进行分类,从而极大地改善了我们对宇宙的印象。此外,由于他会定期返回天空的同一区域,因此,实际上,除了拍摄一张照片以外,他还将制作一部“胶片”,从而突出显示可能出现的各种现象。这是该级别的质量和灵敏度的首创。

几年后的LSST(来源:LSST合作)
LSST如’将会在几年内(来源:LSST合作)

对于哪些科学问题? 继续阅读