第七百一十章 立约！(第 3/4 页)

    “这种扰动由于种种情况的干涉或者影响很复杂，就像你爱吃的包子，它从最初的小麦到成品的包子之间，掺杂了很多很多的步骤——比如说脱谷、抹面、发酵等等等等”

    “引力波同样如此，常规的引力波由于多种情景使然，内部的信息也很复杂，就像你之前说的那样，它可以用标准模型解析，但也可以用广相释意。”

    “但如果我们能找到一种时间跨度很长的引力波呢？比如说跨度早到宇宙早期？”

    黄昆顿时一怔。

    接着杨振宁继续解释道：

    “在极早期宇宙中，能量标度很高，引力的量子效应不可忽略，所以引力场和其他物质场一样会有量子扰动。”

    “也就是说当时的引力就是量子态的——当然了，由于引力波是经典效应不是量子效应，所以引力场的这种量子扰动还不能看作是引力波，它只能算是引力波的‘种子’。”

    “后来这粒种子随着宇宙暴胀而生长放大，波长被拉长至远大于当时宇宙视界的尺度，它就被经典化，成为了充斥着全宇宙的引力波。”

    “而这第一批诞生的引力波，便是原初引力波。”

    “一旦我们能够捕捉到原初引力波，那么就可以去逆推极早期宇宙的物理信息，其中便包括了可能存在的引力子。”

    杨振宁说完，下意识便与李政道对视了一眼。

    他从李政道说出量子系统方程的时候，便知道自己的这位老对头同样想到了原初引力波。

    众所周知。

    从宇宙学扰动理论出发，可以推导出引力场度规张量扰动h的方程：

    d/dt=ag00c2dt2+ag0jdx0dxj+h+k^2h+gijdxidxj

    其中 a是宇宙的尺度因子，k是扰动的动量模式，≡d/dt是对共形时间的导数。

    接着通过重定义，可以将其转化为一个变频谐振子方程：

    ααhμν+aμνh+a′(λμhλν+λνhλμ)+bημναβhαβ+b′ημνααh=ktμν

    没错。

    想必聪明的同学已经看出来了。

    从这个方程不难看出，如果宇宙是在暴胀的，即 a1/t，那么方程将有如下形式的解：

    (13a)ααh+2αβhαβ=kt

    可以看到解的虚部正比于宇宙的尺度 a，换回最初定义的扰动h，由于扰动 h的能量密度虚部p|虚部|2/a2，且总能量 epa3。

    可知引力波的总量会随暴胀期间宇宙尺度a的急剧增大而快速增多，这就是原初引力波产生的方式。

    或许是想让黄昆能够更好理解自己的想法，杨振宁很快又解释道：

    “极早期宇宙的物理信息主要是指宇宙暴胀的具体物理机制，不同的机制形成的原初引力波不尽相同，因此我们可以通过观测原初引力波的特征来判断极早期宇宙的暴胀是如何发生的。”

    “具体来说，原初引力波有一个参数叫做张标比r，即原初张量扰动与原初标量扰动强度之比。”

    “通常不同的暴胀机制会预言不同的张标比r，只要我们将来探测到原初引力波，获得了张标比r以及另外一个参数谱指数ns的具体数值，就可以去判断宇宙究竟是在什么物理机制的推动下发生暴胀的。”

    “宇宙早期的物理机制一搞懂，引力子的问题自然也就迎刃而解了。”

    黄昆这才若有所思的点了点头。

    原来如此

    宇宙的暴胀理论一直都是个很前沿并且很有热度的课题，不过这玩意儿也是属于信服度很高但长期缺乏证据的一类理论。

    如果按照杨振宁所说的这个情况，再结合元强子模型的部分内容，一个迭代的逻辑推论便出现了：

    在宇宙大爆炸过程中，原初引力波的产生几乎早于其他任何能量形式，早在电弱作用融合一体、物质与辐射尚未分离的时候就已经存在。

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