第七百一十四章 目标是星辰大海！（下） (第2/2页)

话筒对面清晰的传来了一道东西落地的声音，不出意外的话应该是杨振宁手中的圆珠笔。
　　
　　与此同时。
　　
　　话筒对面的杨振宁亦是陷入了长久的沉默。
　　
　　见此情形。
　　
　　徐云很是理解的叹了口气。
　　
　　当年的奥本海默虽然和沃尔科夫搞出了TOV极限，但他们估计的中子星质量上限只有太阳的0.7倍左右。
　　
　　而实际上根据后世的观测结果显示，他们所用的状态方程对中子星而言并不理想，出入偏差是很大的。
　　
　　因为
　　
　　中子星的结构远远没有那么简单，甚至比徐云向杨振宁介绍的都要复杂很多倍。
　　
　　就像地球外有一层大气一样，中子星最外层也有一层很薄的“大气“。
　　
　　它主要是由一些轻核，比如氢核，氦核，碳核组成。
　　
　　然后往内走就是中子星的外壳层，它们密度横跨七个数量级，主要由处于化学平衡的质子，中子和电子（注意到电子开始出现，并将提供巨大的费米压强，这将决定了随着密度增大中子星成分的变化）组成。
　　
　　更确切的说。
　　
　　外壳层的顶端还是由原子核和电子组成，不过随着深度的增加，密度不断增大，电子费米能也不断增大，从而更大电荷数的核也不断增加。
　　
　　从最表面的铁56核，一直到元素周期表的尽头——铁核是核素图上单位核子束缚能最大的核，但是随着密度增大，它不足以提供足够的库伦能约束电子
　　
　　最终，由核对称能来和电子的费米能竞争。
　　
　　再往里面走是中子星的内壳层，原子核中过大的中子占比将造成核的不稳定，
　　
　　它们会相互配对，形成超流相的中子气来试图降低能量。
　　
　　接下来是中子星的外核了，这是中子星绝大部分的质量来源和半径所覆盖的区域，核物理中的对称能在此决定了其中可能的组分。
　　
　　这个壳层的密度达到了核物质密度，形成了紧致的均匀中子系统——可能这个才是最符合公众对于中子星的认知的壳层。
　　
　　这时候壳层的组成还多了缪子，因为电子的费米能不断增大，甚至达到了缪子的静止质量。
　　
　　然后就是内核，物理界预期会出现带有s夸克的超子(和缪子出现的原因类似)，这中间有著名的超子疑难的问题。
　　
　　除此之外，pi介子和k介子的集体激发会破坏空间宇称，还可能出现介子凝聚等等
　　
　　后世关于高速旋转的中子星.也就是脉冲星还有着所谓的灯塔模型，不过这玩意儿目前似乎也有推导重来的风险。
　　
　　当时徐云还基于脉冲星的某些性质写了个新书开头，想着下本书发布来着。
　　
　　结果没想到一年不到使用的理论就快废了，只能说现代理论成果的更新速度确实有点儿快
　　
　　总而言之。
　　
　　后世对于中子星都了解甚少，更别说如今这个时期的物理学家了。
　　
　　即便是杨振宁这样的大佬，面对这些概念也显得有些无力。
　　
　　因此徐云在和杨振宁的交谈过程中很多话都是收着说的，比如脉冲星的各类参数。
　　
　　后世兔子们的黔省FAST天眼已经探测到了超过800颗，有时一天几个，有时几天一个。（这里推荐一下FAST的官网）
　　
　　目前观测到最慢的脉冲星周期大概是10秒自转一次，已知最快的脉冲星转速每秒716圈，表面的线速度达到光速的四分之一，编号PSRJ1748-2446ad。
　　
　　在不自爆身份的情况下。
　　
　　徐云敢把这个数字说给杨振宁听，这位大佬不以为徐云有精神病都算是心态好的了。
　　
　　过了足足有三四分钟吧。
　　
　　杨振宁方才重新拿起电话，对徐云问道：
　　
　　“.小徐，就算你说的脉冲星真的存在，那么它和引力波探测又有什么关系？”
　　
　　徐云闻言暗赞了一声不愧是大佬，在这种情况下都能抓住问题的关键——徐云引出脉冲星的目的，可是为了原初引力波来着。
　　
　　如果脉冲星和原初引力波无关，那么它转的再快也没有意义。
　　
　　于是徐云组织了一番语言，继续说道：
　　
　　“杨先生，您应该知道，根据奥本海默归纳出来的中子星模型，脉冲星会发射很强的双极辐射。”
　　
　　“假设——我是说假设啊，假设脉冲星的自转轴和磁轴有一定的偏角，那会发生什么事？”
　　
　　“偏角？”
　　
　　杨振宁眨了眨眼，思索着说道：
　　
　　“如果自转轴和磁轴有偏角存在，那么当脉冲星磁轴扫过地球的时候，我们就会接受到一个脉冲信号。”
　　
　　“而两次脉冲信号的间隔，就等于自转周期咦，等等！”
　　
　　只见杨振宁的声音骤然拔高了几分：
　　
　　“小徐，你的意思莫非是”
　　
　　“如果我们能找到自转周期是毫秒级别的脉冲星，就可以根据自转周期的变化，去探测原初引力波？”
　　
　　啪！
　　
　　徐云闻言隔空打了个响指，脸上的表情显得很灿烂：
　　
　　“没错！”
　　
　　早先提及过。
　　
　　如果单纯依靠科技设备，想要探测到原初引力波最少都需要架起比柯伊伯带还大的探测器。
　　
　　这对于现如今的人类科技水平而言显然是不可能的，不过后世的物理学家却在宇宙中找到了一个天然的引力波探测器。
　　
　　那就是.脉冲星。
　　
　　脉冲星除了转速高之外，更重要的是它的磁场强度也很高。
　　
　　磁场的衡量单位叫“高斯”，字母表示为Gs。
　　
　　地球磁场为0.7Gs，就足以抵挡太阳风的侵袭；
　　
　　木星磁场达到14Gs，是地球的20倍；
　　
　　太阳磁场极区普遍磁场很低，只有1Gs，但太阳磁场活动性很大，两极喷发时可达1000Gs，日面宁静区磁节点磁场强度也达到上千Gs，黑子爆发磁场可达4000Gs。
　　
　　这些看起来已经很强的磁场，与中子星磁场比起来完全是小儿科了：
　　
　　中子星的磁场强度至少在数千亿Gs以上，绝大多数脉冲星表面极区磁场强度都高于10000亿Gs，甚至高达20万亿Gs。
　　
　　超高强度的磁场可以为辐射束提供极强的动力，同时从磁极在各个方向中炸出——这些磁极并不总是与脉冲星的旋转轴对齐，就像地球的南北磁极不与我们星球的旋转轴对齐一样。
　　
　　在这种情况下。
　　
　　毫秒脉冲星就像具有稳定周期的太空灯塔，当它扫过地球的时候，我们就在射电波段探测到一个脉冲。
　　
　　我们可以把脉冲到达的时间准确地记录下来，这类脉冲到达时间之间的间隔理论上是恒定不变的，但实际上这些间隔会有极其细微的变化。
　　
　　导致这些变化有很多因素，已知的就有地球的运动，太阳系天体导致的引力红移，星际介质的变化等等。
　　
　　物理学家把这些因素包括到我们的模型中，去拟合观测得到的脉冲到达时间，模型预言和实际观测之间的差别称为计时残差。
　　
　　计时残差就蕴含着没有包括到模型里的物理现象，例如原初引力波。
　　
　　引力波导致的脉冲到达时间变化有两个显著的特征：一是相干性，二是四级性。
　　
　　所谓相干性，指的就是引力波会对所有阵列中的所有脉冲星同步产生影响，而有些效应——如脉冲星星震只会对单个脉冲星的计时产生影响，不同脉冲星之间的星震是没有任何关联的。
　　
　　四极性则是指引力波的效应在旋转180°的方向上是相同的，在旋转90°和270°的方向上则是相反的。
　　
　　定性地说。
　　
　　对于两颗脉冲星，如果它们的相对地球的夹角是0°或180°，它们的计时残差应该是正相关的，反之如果它们的相对地球的夹角是90°，它们的计时残差应该是反相关的。
　　
　　通过仔细的计算，可以得到相关性随夹角的变化，就是著名的Heiling-Down曲线。
　　
　　而其它能导致相干性的因素很难具有四极性，因此如果能发现不同脉冲星计时残差间的相关满足Heiling-Down曲线，就能说明探测到了宇宙中的引力波背景。
　　
　　后世这类【脉冲星探测器】还有个名字，叫做脉冲星计时阵。
　　
　　兔子们的天眼FAST，就靠着脉冲星计时阵发现了纳赫兹引力波存在的证据。
　　
　　顺带一提。
　　
　　目前引力波这块最前沿的成果是已经发现了标量横向极化引力波，这和广相是有点偏离的——爱因斯坦的广义相对论中预言引力波只有张量极化模式。
　　
　　当然了。
　　
　　如果就此说广相是错误的或者引力子存在，那倒也有点为时尚早，不过目前这方面还是挺令人期待的。
　　
　　视线再回归现实。
　　
　　“脉冲星”
　　
　　随后杨振宁仔细思考了一会儿徐云所说的这个思路，发现它确实能够解决自己面临的一大难题。
　　
　　诚然。
　　
　　如果只依靠脉冲星计时阵，那么可以探测到的引力波频率也相对有限。
　　
　　但是
　　
　　如果能将脉冲星计时阵与他设计的空间干涉仪结合在一起，一者在地面接收，另一者在高空探测，那么可以探测的引力波频率就可以降低很多了。
　　
　　因为引力波是一个可以按幂律建模的物理现象，对于某些测量比较精确的系统，轨道周期的变化率甚至是可以通过广相直接计算出来的。
　　
　　后世华夏有两个引力波项目，分别叫做太极与天琴。
　　
　　其中太极是直接和LISA的合作，天琴则是纯国产。
　　
　　这两个空间引力波探测器的原理之一，就是和国内地面的原初引力波探测站进行联动。
　　
　　20年12月的时候兔子们还发射了两颗卫星并成功入轨，代号“极目”和“小目”，全名“引力波暴高能电磁对应体全天监测器卫星”，其实就是天琴计划的青春版。
　　
　　它们联动的地面单位是中科院高能所执行的“阿里计划”，也是兔子们三大引力波探测计划之一。
　　
　　杨振宁虽然不知道未来的这些事情，但以他的学术能力自然不难判断出这个方案的可行性。
　　
　　换而言之.
　　
　　如今他所要考虑的问题，便是
　　
　　“小徐，你对探测脉冲星有什么想法吗？”
　　
　　听到杨振宁的这个问题。
　　
　　徐云沉默了一会儿，语气变得略微有点微妙了起来：
　　
　　“杨先生，不瞒您说，这部分我确实有一些规划，不过具体的项目上可能会与您想的有些出入。”
　　
　　“出入？”
　　
　　杨振宁眨了眨眼，不明所以的问道：
　　
　　“你这是什么意思？”
　　
　　徐云很快答道：
　　
　　“我想搞一个大型的宇宙研究基地，脉冲星只是其中一小块的研究项目。”
　　
　　杨振宁顿时一怔：
　　
　　“基地？”
　　
　　片刻过后。
　　
　　徐云的声音悠悠从话筒对面传了过来：
　　
　　“没错，一个大型的宇宙观测、实验基地，名字叫做”
　　
　　“红岸。”