宇宙地球全息投影
德國科學(xué)家試著去理解，為什么他們測量引力波的設(shè)備接收到一種特別的噪聲。
他們提出有一種可能性是整個宇宙是一個全息投影的幻象。
數(shù)月以來，這種不可解釋的噪音把GEO 600團(tuán)隊成員搞的焦頭爛額，同樣也在折磨著他們巨大的探測器。
然而，意外的，一名研究人員用一種理論接近解釋它們。事實上，他在知道探測到這些噪音之前已經(jīng)預(yù)言了他們的存在。
據(jù)Craig Hogan說GEO 600已經(jīng)偶然發(fā)現(xiàn)了空間-時間的基本原理，空間-時間最終的奇點很象愛因斯坦描述的那樣光滑連續(xù)，塌陷成為一個“谷粒”，就如你放大的時候一張報紙圖片收縮成為一點。他是一名位于伊利諾斯州的Batavia費米實驗室離子物理研究室的物理學(xué)家。Hogan說：“看上去空間-時間的微觀量子震動正在幫助GEO 600克服困難。”
Hogan剛剛被任命為費米實驗室粒子天體物理中心主任，他說：“如果這些不能讓你刮目相看的話，還有一個更大的震撼將要發(fā)生。如果GEO 600的結(jié)果同我的猜想一致的話，那么我們就生活在一個巨大的宇宙全息投影之中。
我們生活在一個全息投影中的想法可能聽起來很荒謬，但是這是我們對黑洞的最佳理解的自然推論，有著相當(dāng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚摶A(chǔ)。這個想法同樣對物理學(xué)家理解宇宙怎樣在其最基本的層次運行有驚人的作用。
你在信用卡和鈔票上看到的全息投影是被蝕刻在二維的塑料膜上的。
當(dāng)光在塑料膜上反射，它會呈現(xiàn)出3D圖像。在1990s物理學(xué)家Leonard Susskind 和諾貝爾獎獲得者Gerard ’t Hooft曾經(jīng)猜想作為一個整體，相同的原理可能適用于整個宇宙。我們每天的經(jīng)歷可能只是發(fā)生在遙遠(yuǎn)的二維平面的物理過程的全息投影。
Craig Hogan是一名芝加哥大學(xué)的天文學(xué)和物理學(xué)教授，是費米實驗室粒子天體物理中心主任。
他因他的“全息噪音”理論廣為人知，全息原理可能意味著量子在空間位置的波動會產(chǎn)生引力波探測器可測量的背景噪音或者全息噪音，尤其是GEO 600
宇宙地球全息投影
GEO 600是一個引力波探測器，位于德國的Sarstedt附近。
這個設(shè)備，和它的姊妹干涉探測器一樣，在運作的時候是曾經(jīng)設(shè)計過的一些最靈敏的引力波探測器之一。他們是為測量距離的相對變化而設(shè)計的，精度為1/10−21,大約為一個原子的尺寸同太陽到地球的距離的比。GEO 600能夠在50Hz到1.5 kHz頻率范圍內(nèi)測量引力波。
這個項目在1995年開始建設(shè)。
引力波天文臺攜手合作
在空間-時間中探測波是接近真實的一個步驟，現(xiàn)在世界上最靈敏的天文臺都團(tuán)結(jié)起來了。合作增加未來四年引力波被探測到的機(jī)率。
引力波是在空間-時間中由于劇烈天文的事件產(chǎn)生的以光速擴(kuò)散的波，如超新星爆發(fā)，黑洞和中子星的合并等。
科學(xué)家為探測這種波，已經(jīng)建成靈敏的實驗設(shè)備。
使用激光，他們可以測量裝有鏡子的內(nèi)部有兩個互為直角的測試懸臂。引力波能減少隧道的一只懸臂之間的距離，同時在另一邊增加距離。雖然數(shù)值很小，但是理論上是可以測量的。
現(xiàn)在，世界上主要的引力波天文臺團(tuán)結(jié)起來增加探測到引力波的機(jī)率。
共識團(tuán)結(jié)起了激光干涉引力波天文臺(LIGO)，位于華盛頓的漢福德（美國華盛頓州南部原子能研究重要中心）和路易斯安娜州的利文斯頓；Virgo天文臺，位于意大利比薩附近；GEO 600天文臺，位于德國的漢諾威附近。
宇宙地球全息投影
三角測量數(shù)據(jù)
“協(xié)議意味著三個天文臺將把他們各自的數(shù)據(jù)整合分析，以增加他們發(fā)現(xiàn)微弱信號的機(jī)率。這些信號可能隱藏在探測到的噪聲中。”紐約錫拉丘茲大學(xué)的LIGO科學(xué)家Peter Saulson說。
集中數(shù)據(jù)同樣使三角測量成為可能，這樣可以確定探測到的引力波的來源。
迄今為止，沒有探測器探測到引力波，很難計算出用現(xiàn)在的天文臺探測到引力波的概率。
一對相鄰的星球的合并—聚集的黑洞是可測的，但是天文學(xué)家并不確定這種事件發(fā)生的概率。超新星的塌陷同樣能產(chǎn)生引力波，但是物理學(xué)家非常不確定這類波的強(qiáng)度有多大。
然而，天文學(xué)家對兩個中子星因合并而產(chǎn)生的引力波概率和強(qiáng)度有很好的把握。
他們相信LIGO能探測到5千萬光年以外的這類事件的發(fā)生。但是在LIGO能檢測到的范圍內(nèi)還未發(fā)現(xiàn)有這類事件發(fā)生。
“一連串事件”
LIGO的一個改良版本，名字叫強(qiáng)化LIGO(Advanced LIGO)，可以將中子星合并的探測范圍擴(kuò)展到6.5億光年-“距離足夠，所以我們確實期待通過一年的觀測可以探測到一連串事件。”Saulson對“新科學(xué)家”（New Scientist）說。
如果美國國家科學(xué)基金的2008年預(yù)算通過的話，這次升級的準(zhǔn)備工作將在2008年開始，預(yù)算包括為升級強(qiáng)化LIGO所需的3.3千萬美元。
“但是這次升級要到2014年才能完成。并且校對和測試至少兩年，而且在科學(xué)探測可以開始之前也可能需要使用。”Saulson說。
在LIGO因升級關(guān)閉之前，LIGO和另外兩個天文臺齊心協(xié)力，增加探測到引力波的概率。如果資金到位時間如計劃一樣，LIGO將在2010或者2011早些時候關(guān)閉。
靈敏度升級
“在數(shù)據(jù)分享開始之前，Virgo需要做一些附件的改良來達(dá)到與LIGO相同的靈敏度。”Carlo Bradaschia說，他是位于意大利比薩地區(qū)的國家核物理研究所（INFN）Virgo天文臺的科學(xué)家。
“五月開始，最有可能的，我想我們將能達(dá)到LIGO（的精度），并開始有效的充分共享數(shù)據(jù)。”他對“新科學(xué)家”說。
LIGO和Virgo更先進(jìn)的升級計劃在2008年，靈敏度各自都大概提高一倍。
另一個名叫空間天線式激光干涉儀（LISA）引力波天文臺推遲到下個十年投入使用。
宇宙地球全息投影
空間天線式激光干涉儀
NASA和歐洲太空總署的一個共同任務(wù)，很容易感覺到頻率范圍與其他陸基天文臺的不同。
用少于1赫茲的頻率可能探測到引力波，這樣可以探測到其他星系中心的超重黑洞的合并。
