看來Higgs之後,又有新話題了!

[pipidog (如果狗狗飛上天)]

美東時間星期一中午,Harvard的Smithsonian Center

將要招開記者會,宣稱有重要的發現要公開.此前圈內

流傳,他們設置在南極的BIECP計畫偵測到了高能宇宙

學界的聖杯:

太初重力波(primordial gravitational waves)

因此外界預測這次記者會就是要公告他們的結果.

這是新聞報導:
http://ppt.cc/dQHQ

這是記者會的連結:
http://ppt.cc/ocf6

為此我們系上還預約了一間教室讓師生一起看轉播.

看來Higgs之後,又有新的話題可以熱鬧了.

對宇宙學有興趣的人不要錯過!

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★人生中最溫暖的夏天是在紐約的冬天★

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推 ren1072:推！
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推 crazyjonas:cool！
→ Discover2011:光是電磁波也是重力波
→ HDT:Discover2011警告一次 請提出光也是重力波的證據
→ asynchronous:http://zh.wikipedia.org/wiki/重力波天文學
推 ijsfkira:LIGO表示:
→ ijsfkira:是說雖然找到重力波很重要 也會對之後宇宙學和天文觀測產
→ ijsfkira:生很大的影響 可是就理論上來看 應該很少人會覺得找不到
→ ijsfkira:吧XD
推 TuCH:台灣時間是什麼時候啊
推 HDT:美東時間比台灣時間晚13小時 所以大概是星期二凌晨一點吧
→ Discover2011:引力論p962
推 HDT:https://www.dropbox.com/sc/zqcu77u0bi3zdlm/S-bCftXQJC
推 HDT:到底要怎樣才能從這段推論出光是電磁波也是重力波啊?
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作者: pipidog (如果狗狗飛上天) 看板: Physics
標題: Re: [閒聊] 看來Higgs之後,又有新話題了!
時間: Mon Mar 17 09:46:58 2014

經過這兩天的醞釀,網上的消息已經傳遍了.

現在只要一搜尋相關字眼,全都是關於周一要揭曉測得重

力波證據的傳聞: http://ppt.cc/Y6Gg

看了幾篇報導,幾乎也都認定只要證據確鑿,幾乎諾貝爾

獎拿定了.不過有點好奇,如果LHC找到Higgs粒子最後把獎

頒給了當初理論的提出者Higgs他們.那BICEP找到重力波,

豈不是要把獎頒給Einstein了?


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作者: timpanii (阿不拉卡達不拉！) 看板: Physics
標題: Re: [閒聊] 看來Higgs之後,又有新話題了!
時間: Mon Mar 17 23:45:02 2014


        real format 觀看教學
        先到 http://tw.real.com/?mode=rp 裝老牌的 real player



        然後用 real player 打開網址
        rtsp://helix.cfa.harvard.edu/broadcast/cfa.mp4


        還有十五分鐘，應該來得及。



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作者: pipidog (如果狗狗飛上天) 看板: Physics
標題: Re: [閒聊] 看來Higgs之後,又有新話題了!
時間: Tue Mar 18 00:37:45 2014

看來是找到了( primordial B-mode polarization):

http://ppt.cc/b~zN


關於它們的研究,白話文版:

http://ppt.cc/tOGI



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作者: pipidog (如果狗狗飛上天) 看板: Physics
標題: Re: [閒聊] 看來Higgs之後,又有新話題了!
時間: Wed Mar 19 12:30:22 2014

https://www.youtube.com/watch?v=ZlfIVEy_YOA#t=75

看得出Linde真的很開心.

這幾乎在提前告訴他這次該你了!


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作者: tingting88 () 看板: Physics
標題: Re: [閒聊] 看來Higgs之後,又有新話題了!
時間: Fri Mar 21 00:44:13 2014

※ 引述《pipidog (如果狗狗飛上天)》之銘言：
: https://www.youtube.com/watch?v=ZlfIVEy_YOA#t=75
: 看得出Linde真的很開心.
: 這幾乎在提前告訴他這次該你了!

今天所上辦了一個BICEP2的討論會
奉老闆的命 要來澆大家冷水一下XD
老闆(Eiichiro Komatsu 小松英一郎)是WMAP主要的科學家之一
現在在德國Max-Planck-Institute for Astrophysics當director

首先 大家應該都多少了解這次BICEP2到底是量到什麼
不過可能有些人還不了解 所以我就稍微簡介一下
(我會盡量翻譯成中文 可是有些我不會翻不夠熟的
或是覺得中文翻譯有點奇怪的 就還是用英文)

首先大家應該都大概知道宇宙微波背景輻射(CMB)
我們除了可以量CMB的溫度以外 也可以量它偏振的極性
CMB要產生偏振 一定要有以下兩個條件 (應該說任何的光子要產生偏振)
(1) 有自由電子 這樣才能產生Thomson scattering
(2) 自由電子周圍的光子成quadrupole的分佈

以下的圖可以讓大家了解CMB如何偏振
(image credit: Wayne Hu, University of Chicago)
首先是一個光子如何被電子偏振: http://ppt.cc/~3QA
因為光子是transverse wave
經過Thomson scattering後只有垂直光子行進方向的偏振會存在
如果有很多光子被電子偏振的話: http://ppt.cc/MXSj
雖然單一光子被偏振 可是如果入射光子的強度都一樣
散射出去的光子也不會被偏振
因此要產生偏振 電子周圍的光子一定是不均勻的: http://ppt.cc/sqYI
在宇宙中光子的數量是電子的10^10倍 對一個電子來說到處都是光子
所以要讓CMB偏振最簡單的狀況是quadrupole分布

       冷光子           假設散射後CMB的光子是朝大家的眼睛來
                        那我們觀測的偏振就會是垂直的
熱光子  電子  熱光子    換句話說 CMB的偏振會跟熱光子的分佈平行

       冷光子

偏振有兩個極性 E-mode跟B-mode: http://ppt.cc/BXzP
E-mode已經在WMAP7(http://ppt.cc/2xFI)和Planck(http://ppt.cc/2xFI)觀測到了
基本上只要有重力場 就會產生E-mode
而這次BICEP觀測到的B-mode 只會經由兩種方式產生
(1) 重力波 (2) 重力透鏡效應將E-mode轉變成B-mode
South Pole Telescope去年七月觀測到(2): http://arxiv.org/abs/1307.5830
不過這只會對小尺度(l~1000或~0.18度)產生影響
而這次BICEP2看到的B-mode大約是在l~80或~2.25度

重力波就是愛因斯坦場方程式中的tensor perturbation
重力波有兩個偏振: http://ppt.cc/PVsI http://ppt.cc/QQDK
大家可以想像重力波通過一個自由電子
由於重力波會影響時空 所以周圍的光子會被紅移或藍移
因此對於這個自由電子來說就會產生我剛剛說的quadrupole的分佈
又因為重力波有兩個偏振 因此如果產生了一個垂直或平行的偏振
也一定會產生正負45度旋轉的偏振
因此大家不難想像重力波可以同時造成E-mode跟B-mode
(重力場在愛因斯坦場方程式裡面是scalar perturbation 只會造成E-mode)
因此觀測到大尺度的B-mode就代表觀測到大尺度的重力波
(小尺度的B-mode是觀測到有重力透鏡的效應E-mode -> B-mode)

我看到有一些人對於觀測到重力波很興奮
不過早在CMB前就已經從中子星的雙星系統
非直接地發現重力波存在的證據: http://ppt.cc/Gy1O
而這次BICEP2發現的B-mode之所以重要
是因為這個"太初"重力波是"大尺度"的 而且是由"宇宙暴脹"造成的
因此如果BICEP2的發現如果是真的 就是宇宙暴脹發生過最直接的證明

宇宙暴脹是一個很瘋狂的點子 以下我提供我印象中的數字 可能有錯誤
宇宙必須在10^-43秒內從一個原子的大小膨脹成太陽系的大小
(我老闆說如果你在課本上讀到這個直接相信的話 他建議你去看醫生XD)
一開始宇宙暴脹的模型是為了解釋為什麼觀測到的宇宙均勻跟平坦
但是它最成功的(in my opinion)是可以將我們觀測到
CMB溫度差異跟大尺度結構跟量子力學結合在一起
一開始都只是量子微擾 但是宇宙一發生暴脹
暴脹場將這些微擾的波膨脹至哈柏半徑外
由於波長不再微小 因此這個波的特性就從量子變成古典
而我們今天在宇宙所看到所有的結構都是從量子微擾開始的
這樣大家應該可以了解宇宙暴脹是一個在物理學裡面非常重要的模型
因此BICEP2的發現才會這麼重要

!!!重點!!! 那我們到底能不能相信這次BICEP2的發現呢?
精準的答案是還不能完全相信
在記者會之前 我老闆在臉書上寫 如果有通過
(1) 有兩個以上的CMB頻率的觀測
(2) 不要只有一個data point
那他就會相信 不過BICEP2目前只做到(2)

大家可以看BICEP2 paper的圖9: http://arxiv.org/abs/1403.4302
很明顯在l=50-150(4個黑點)測量跟best-fit model很符合
(r=tensor/scalar是量化太初重力波的強度的參數 BICEP2 best-fit model的r=0.2)
!!!!!!!!但是他們只有150 GHz的觀測!!!!!!!!
如果真的要證明觀測到的B-mode是來自於太初重力波
不是來自於星系塵埃 實驗的系統誤差 或是其他原因
!!!!!!!!那必須要其他波段的結果!!!!!!!!!
如果在其他波段也看到B-mode 而且強度也一樣
那才能證明觀測到的B-mode是由太初重力波造成的
BICEP team現在已經開始做100 GHz了 所以大家可以等個一年左右
另外Planck大概今年十月十一月也會發佈偏振觀測的結果
如果r真的是0.2 Planck雖然不是設計來觀測偏振(而是精準地觀測溫度差)
但是儀器的靈敏度應該也會看到 所以大家就耐心地等吧

結論是 BICEP2看到了大尺度的B-mode 但是我們還是不能確定它的來源
所以大家先不要太興奮 諾貝爾獎還要再等等
(如果Planck沒看到就好玩惹)