引力波背景的秘密

事实上，存在一个我们几乎无法跨越的固有障碍。我们检测和分析的最古老的光来自大爆炸的38万年后：宇宙微波背景(CMB)。仅分析电磁辐射，我们无法获得比38万年前更年轻的宇宙的信息。

如果你坐在一个海景房里，隔着玻璃望向大海。虽然你感觉不到风，但可以通过窗户观察到海面是平静的，这时你可以合理地得出结论：风一定是温和的。现在想象海浪开始变得波涛汹涌，房子里的观察者知道一定是在某个地方刮起了强风。远处的风暴会形成可以传播很远的强浪，所以大浪的原因可能是远处的风暴，也有可能是附近有强风。但是，我们仍然可以得出一个普遍的结论，即海上某处的风变得更强了。因此，观察海浪可以帮助我们了解远处可能的天气状况。

这类似于引力波的情况，我们感觉不到引力波，但了解它的物理原理，我们可以很好地推测可能导致引力波的原因。在某些情况下，我们可以非常确定地知道这一点。现在想象一下，如果海上发生了地震，一段时间后，海啸袭击了海岸。如果我们仔细追踪海浪是如何在不同的地方撞击海岸，那么我们也可以通过海啸波来很好地了解地震发生的位置。

目前，我们的技术可以滤除一些背景噪音，但这些背景噪音并非完全无用。回到海上波浪的类比，实际上海面从来没有完全平静过，总是有一些小波浪，这就像背景噪音，但这种噪音有时可以揭示风和海洋的本质。引力波也有类似的情况，它也有微弱的背景噪音，为了找到引力波背景，我们需要检测到这一点。

引力波背景

但幸运的是，对我们来说，光不是唯一可以携带信息的东西，引力波也可以携带信息。引力波背景被认为是在大爆炸的第一秒内形成的，所以如果我们能探测到此时的引力波，它应该像微波背景一样存在于我们周围，它可能会告诉我们关于这个重要时代的一些信息。

宇宙如何形成这些原始引力波？首先，我们无法确定这种引力波背景是否真的存在，但科学家认为很可能存在。形成的这种引力波的可能方式是，当组合的电弱力分裂成我们看到的两个单独的力时，这时希格斯场转变为非零最小值并变得巨大。与此同时，基本粒子通过与希格斯势的相互作用获得了质量。这种从无质量到有质量的变化可能会产生引力波，如果我们能够检测到它，这可能会向我们揭示关于电弱跃迁性质的新物理学。

即使存在这样一个微妙的信号，找到它也不是一件容易的事。目前的探测器肯定不够好，但未来的探测器可能就可以找到它。
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