第三百六十五章 天眼一號
從手搓CPU開始橫掃宇宙 作者：星海一葉 投票推薦 加入書簽 留言反饋
原初引力波是指在宇宙大爆炸早期，早到宇宙剛剛誕生約10^-36秒到10^-32秒之間，這極為短暫的一段時間裏，宇宙經曆了一段極為快速的暴漲期。
在這個過程之中，宇宙整體以超過光速許多倍的速度暴漲——當然，這隻是空間層麵的暴漲而不是物質發生了超光速運動，所以與現有理論並不違背。
在這一階段，宇宙超光速暴漲所釋放的引力波便被稱之為原初引力波。
原初引力波具備特殊的意義，通過某種複雜的機製，現有理論可以將原初引力波是否存在，與引力子是否存在視為同一個問題。
也即，無需直接觀測引力子，隻要能確認原初引力波真的存在的話，就可以確認引力子真的存在了。
那麽現在，問題就變成了，如何確認原初引力波是否真的存在？
幸運的是，這個問題是可以通過觀測來解決的，隻不過較為困難。
因為原初引力波的波長太長了，頻率太低了。它的波長甚至長到與可觀測宇宙等價的地步，也即，波長高達數百億光年。
早在一級文明階段，人類就已經確認了引力波的存在，並真正探測到了引力波。
但被早期人類探測到的引力波，能量極高，頻率極高，波長極短，通常都是一些黑洞合並、黑洞吞噬中子星、中子星碰撞一類激烈的物理過程。
就比如曾經被探測到過的雙黑洞合並事件。
在距離太陽係約13億光年的地方，一顆質量為36倍太陽質量的黑洞，和一顆約為太陽29倍質量的黑洞，瘋狂的相互圍繞著旋轉，並最終合並成為了一顆大黑洞。
簡單計算的話，這顆合並後的大黑洞，質量應為合並之前兩顆小黑洞的質量之和，也即65倍太陽質量。
但最終合並之後的結果，卻是僅有約62倍太陽質量。
少的那約3倍太陽質量去了哪兒？
答案是以引力波的形式輻射向了全宇宙。
在這一刹那之中，兩顆黑洞合並的引力波輻射功率高達3.6*10^49瓦，其瞬時功率甚至於超過了整個可觀測宇宙所有可見光輻射功率的10倍。
如此激烈的引力波輻射事件，其引力波的頻率約為250hz，也即一秒鍾震動250次。
引力波的傳遞速度為光速，由此可得此次引力波輻射的波長約為1200公裏。
當初用於探測此次引力波輻射事件的ligo探測器，因為此次引力波而觀測到了不足一顆質子直徑萬分之一的長度變化，由此確認了此次引力波的存在。
而，波長已經短到僅有1200公裏的引力波就已經如此難以探測，那麽，原初引力波這種波長與整個可觀測宇宙等價，也即約960億光年的引力波，又該如何觀測？
麵對這種引力波，已經發展到三級文明巔峰，已經擁有眾多引力波探測手段的人類，硬要去探測也是做不到的。
現階段的人類，已經在星係之中建造了間隔數千萬公裏的激光基地。
對於引力波探測器來說，可以簡單認為，探測器的臂長越長，探測精度越高。
而建造在星際太空之中，相互間隔數千萬公裏的激光引力波探測器，等價於臂長高達數千萬公裏——作為對比，當初探測到黑洞合並引力波的探測器的臂長是4公裏——都無法探測到原初引力波。
而，人類還有探測精度更高的引力波探測手段，脈衝星計時陣列探測器。
脈衝星是中子星的一種。它具備極為強烈的輻射，且自轉極為穩定。
高速旋轉的脈衝星所發射出的電磁波，會像是燈塔的燈光一般，以固定的頻率掃過地球。
人們便將脈衝星視作激光陣列幹涉儀的激光基地，以此來探測引力波的存在。
原理很簡單，脈衝星的輻射間隔是極為穩定的。如果有引力波通過的話，脈衝星的輻射間隔就會產生極為微小的變化。測量這個變化，就能測量引力波的性質。
通過這種手段的話，地球與被當做時鍾的那顆脈衝星之間的距離，便可以等價於引力波探測器的臂長。
由此，人類便達成了將引力波探測器的臂長，升級到數百乃至於數千光年的地步。
從最初的臂長4公裏，到後來的臂長數千萬公裏，再到此刻的臂長數千光年，人類在引力波探測方麵的能力實現了極為巨大的飛躍，探測精度提升了何止千百倍。
但……很遺憾，就算探測精度提升了如此之多，麵對原初引力波這種波長達到了可觀測宇宙直徑量級的怪物，都無能為力。
要探測原初引力波，需要另辟蹊徑，需要全新的探測方法。
韓陽找到了理論上具備探測原初引力波的方法。
因為宇宙大爆炸早期以超光速暴漲，而原初引力波隻能以光速傳遞的緣故，它被“封印”在了宇宙微波背景輻射之中。
宇宙微波背景輻射，可以簡單視作宇宙自誕生之初的第一縷光芒，可以被稱之為“原初之光”。
它是一種充滿了整個可觀測宇宙的電磁輻射，溫度約為2.725開氏度。
原初引力波如果存在的話，那就必然已經成為了宇宙背景輻射的一部分。
而，凡是存在的，必然會留下痕跡。通過社會學手段而不是科學手段，韓陽已經知曉原初引力波是確實存在的，那麽，這種痕跡也必然存在。
由此，韓陽便找到了完成引力子量子化的最終手段：通過對宇宙微波背景輻射的探測，找到原初引力波所造成的影響，並將它分離出來。
這同樣是一件極為困難的事情。畢竟，就算這種影響確實存在，這種影響也必然極為微小。要探測到它，就必須具備靈敏度高到幾乎不可思議的探測設備與手段。
但，就算這極為困難，它也畢竟是具備實現可能性的，而不是如同其餘幾種手段，譬如直接觀測引力子、通過引力波探測器觀測原初引力波等，根本不具備實現的可能性。
在完成了對於從雲光文明之中購買的所有科學數據的消化吸收之後，韓陽確認，此刻的自己已經具備了理論上製造出精度足夠高的觀測設備的可能性。
當然，僅僅隻是理論上而已。將理論化作實際，真正將這種探測設備造出來，仍舊是極為困難的事情。
或者說，單純的製造這種探測設備其實並不困難——對於已經擁有如此之強大工程力量的人類文明來說，推動一顆星球尚且可以做到，什麽樣的設備能難得住人類？
更準確一點來說的話，便是，這種設備該怎麽造，才是最為艱難的。
這涉及到大量的理論計算。
人們必須首先確認究竟需要什麽樣的參數，才具備探測到這種影響的可能性，然後再去研究該如何實現這種參數，該使用哪種材料與結構，等等等等。
基於這個目標，人類科學界與韓陽同時開展了大量的計算與研究，並展開了一次又一次實驗。
在這過程之中，無數個極為艱難的科學問題湧現了出來。雖然有了羅氏分析這一有力的數學工具，極大提升了效率和降低了難度，人類科學界仍舊表現出了力不從心的跡象。
沒有辦法，在過去數百年時間裏，他們已經習慣了學習現有知識，然後在現有知識基礎上做微創新和應用化研究的環境。現在要自己親自去探索未知領域——沒辦法，實在是沒有這個思維和意識啊。
韓陽知道，真正具備這種科學思維和意識的科研人才，隻有從下一代人之中慢慢培養出來了。
通常來說，普通文明不會具備這種機會。因為內外部的環境都不允許。
也隻有有了自己存在的人類才有這個機會了。
人類科學界僅能做一些輔助性的工作，這一項工作的關鍵核心，便落在了韓陽的身上。
幸好，現階段的韓陽經過了之前那數次重大升級，具備足夠的信心麵對這個難題。
在這過程之中，韓陽首先確認了建造這種探測設備所需要的外部環境。
各種幹擾輻射越低越好。
這種環境，與需要極低背景輻射的中微子探測器又不相同。中微子探測器可以建造在極深的地下，屏蔽幾乎一切外來輻射。但此刻這種探測設備，建造在地下的話，便連宇宙微波背景輻射都屏蔽了，那還探測個什麽啊。
必須要其餘類型的輻射盡可能地低，卻又不能影響宇宙微波背景輻射才行。
符合這種探測條件的，便唯有遠離恆星等各種星體的地方了。
原因很簡單，恆星是宇宙之中數量最多、最為廣泛的強輻射源。
除了恆星之外，其餘具備強大輻射的星體也不行。黑洞、中子星、白矮星，尤其是正處在吸積過程之中的這類極端星體，更是離的越遠越好。
韓陽最終挑選了一個距離太陽係約有16.2光年的地方。
那裏，距離最近的一顆恆星都在5光年之外。且周邊恆星都是輻射功率較低的紅矮星和黃矮星，不存在藍巨星之類的超大質量星體。
地址選好了，下一步就需要結合當地的具體環境，做出能更好適配當地環境的探測器構造。
當然，在這之前，韓陽得自己先確認這台探測器需要達到什麽樣的標準。
結合已有科學數據，也即，我雖然暫時不知道什麽樣的探測標準能察覺出這種影響，但我已經知道哪些探測標準無法察覺到這種影響。
如此便確認了性能下限。
再通過大量的計算，通過求解一係列極為複雜的方程式——羅氏分析這種數學工具便在其中發揮出了重要的作用，眾多之前根本無法求解的複雜方程式在這一新的數學工具應用之下，紛紛求解出了答案。
當然，這個過程僅僅依靠韓陽自己的算力也還是不行的。這並不是韓陽自己算不出來，而是太過浪費。
這種計算，編寫好程序，交給專門的超算去做即可，無需浪費自己的算力。
於是，一顆位於遙遠的星係邊緣，距離太陽約2000億公裏的矮行星被韓陽挑中，直接在那裏開始建造大規模的超算中心。
製約超算性能的一大指標是散熱。而這顆矮行星因為距離太陽較遠的緣故，表麵溫度低至零下260多攝氏度，正好滿足超算的熱排放。
在這顆矮行星之上，韓陽發動起人類的工程能力，加上自己的工程能力，在短短數年時間之中，便建造出了數萬座超算中心，其中每一座超算中心的算力，雖然比不上韓陽自己，但也少的有限。
這數萬座超算中心一同全功率運轉，開始計算韓陽與人類科學界所提交的一道又一道複雜的計算題目，其釋放出來的熱量，甚至於令這顆矮行星的表麵直接從零下260多攝氏度，增溫到了零上兩三度的水平，將星球表麵的各種固態氣體，幹冰、甲烷、固態氫氧等都融化了，直接讓這顆矮行星具備了一層薄薄的大氣。
幸好，有了大氣層，星球向外輻射的熱能也多了，勉強達成了產熱與放熱的平衡，星球溫度沒有再提升，才讓超算能在這顆星球上繼續運行下去。
在全力以赴的計算和驗證之下，一係列極為珍貴的科學數據產出，終於讓韓陽腦海之中慢慢形成了這台探測器的基本概念，初步搞清楚了它該如何建造，以及要達到什麽樣的性能指標。
搞清楚了這一點之後，之前專門將那艘五級文明空天母艦調迴來，運向工地的數億噸物資便可以開始使用了。
長達兩年的時間之後，被韓陽命名為“天眼一號”的這台巨型宇宙微波背景輻射探測器終於建造完成。
浩瀚宇宙，萬千星辰映照之下，這台巨型探測器的一麵如同光滑的鏡子一般，完全映照出了宇宙的模樣。
在它光滑如鏡麵的背後，則是一台又一台設備，不同的設備之間由各種各樣的管道和複雜的線纜所連接，大大小小的設備數量多達幾十萬台。
這台探測器的截麵麵積，也有足足4.6平方公裏。
(本章完)
在這個過程之中，宇宙整體以超過光速許多倍的速度暴漲——當然，這隻是空間層麵的暴漲而不是物質發生了超光速運動，所以與現有理論並不違背。
在這一階段，宇宙超光速暴漲所釋放的引力波便被稱之為原初引力波。
原初引力波具備特殊的意義，通過某種複雜的機製，現有理論可以將原初引力波是否存在，與引力子是否存在視為同一個問題。
也即，無需直接觀測引力子，隻要能確認原初引力波真的存在的話，就可以確認引力子真的存在了。
那麽現在，問題就變成了，如何確認原初引力波是否真的存在？
幸運的是，這個問題是可以通過觀測來解決的，隻不過較為困難。
因為原初引力波的波長太長了，頻率太低了。它的波長甚至長到與可觀測宇宙等價的地步，也即，波長高達數百億光年。
早在一級文明階段，人類就已經確認了引力波的存在，並真正探測到了引力波。
但被早期人類探測到的引力波，能量極高，頻率極高，波長極短，通常都是一些黑洞合並、黑洞吞噬中子星、中子星碰撞一類激烈的物理過程。
就比如曾經被探測到過的雙黑洞合並事件。
在距離太陽係約13億光年的地方，一顆質量為36倍太陽質量的黑洞，和一顆約為太陽29倍質量的黑洞，瘋狂的相互圍繞著旋轉，並最終合並成為了一顆大黑洞。
簡單計算的話，這顆合並後的大黑洞，質量應為合並之前兩顆小黑洞的質量之和，也即65倍太陽質量。
但最終合並之後的結果，卻是僅有約62倍太陽質量。
少的那約3倍太陽質量去了哪兒？
答案是以引力波的形式輻射向了全宇宙。
在這一刹那之中，兩顆黑洞合並的引力波輻射功率高達3.6*10^49瓦，其瞬時功率甚至於超過了整個可觀測宇宙所有可見光輻射功率的10倍。
如此激烈的引力波輻射事件，其引力波的頻率約為250hz，也即一秒鍾震動250次。
引力波的傳遞速度為光速，由此可得此次引力波輻射的波長約為1200公裏。
當初用於探測此次引力波輻射事件的ligo探測器，因為此次引力波而觀測到了不足一顆質子直徑萬分之一的長度變化，由此確認了此次引力波的存在。
而，波長已經短到僅有1200公裏的引力波就已經如此難以探測，那麽，原初引力波這種波長與整個可觀測宇宙等價，也即約960億光年的引力波，又該如何觀測？
麵對這種引力波，已經發展到三級文明巔峰，已經擁有眾多引力波探測手段的人類，硬要去探測也是做不到的。
現階段的人類，已經在星係之中建造了間隔數千萬公裏的激光基地。
對於引力波探測器來說，可以簡單認為，探測器的臂長越長，探測精度越高。
而建造在星際太空之中，相互間隔數千萬公裏的激光引力波探測器，等價於臂長高達數千萬公裏——作為對比，當初探測到黑洞合並引力波的探測器的臂長是4公裏——都無法探測到原初引力波。
而，人類還有探測精度更高的引力波探測手段，脈衝星計時陣列探測器。
脈衝星是中子星的一種。它具備極為強烈的輻射，且自轉極為穩定。
高速旋轉的脈衝星所發射出的電磁波，會像是燈塔的燈光一般，以固定的頻率掃過地球。
人們便將脈衝星視作激光陣列幹涉儀的激光基地，以此來探測引力波的存在。
原理很簡單，脈衝星的輻射間隔是極為穩定的。如果有引力波通過的話，脈衝星的輻射間隔就會產生極為微小的變化。測量這個變化，就能測量引力波的性質。
通過這種手段的話，地球與被當做時鍾的那顆脈衝星之間的距離，便可以等價於引力波探測器的臂長。
由此，人類便達成了將引力波探測器的臂長，升級到數百乃至於數千光年的地步。
從最初的臂長4公裏，到後來的臂長數千萬公裏，再到此刻的臂長數千光年，人類在引力波探測方麵的能力實現了極為巨大的飛躍，探測精度提升了何止千百倍。
但……很遺憾，就算探測精度提升了如此之多，麵對原初引力波這種波長達到了可觀測宇宙直徑量級的怪物，都無能為力。
要探測原初引力波，需要另辟蹊徑，需要全新的探測方法。
韓陽找到了理論上具備探測原初引力波的方法。
因為宇宙大爆炸早期以超光速暴漲，而原初引力波隻能以光速傳遞的緣故，它被“封印”在了宇宙微波背景輻射之中。
宇宙微波背景輻射，可以簡單視作宇宙自誕生之初的第一縷光芒，可以被稱之為“原初之光”。
它是一種充滿了整個可觀測宇宙的電磁輻射，溫度約為2.725開氏度。
原初引力波如果存在的話，那就必然已經成為了宇宙背景輻射的一部分。
而，凡是存在的，必然會留下痕跡。通過社會學手段而不是科學手段，韓陽已經知曉原初引力波是確實存在的，那麽，這種痕跡也必然存在。
由此，韓陽便找到了完成引力子量子化的最終手段：通過對宇宙微波背景輻射的探測，找到原初引力波所造成的影響，並將它分離出來。
這同樣是一件極為困難的事情。畢竟，就算這種影響確實存在，這種影響也必然極為微小。要探測到它，就必須具備靈敏度高到幾乎不可思議的探測設備與手段。
但，就算這極為困難，它也畢竟是具備實現可能性的，而不是如同其餘幾種手段，譬如直接觀測引力子、通過引力波探測器觀測原初引力波等，根本不具備實現的可能性。
在完成了對於從雲光文明之中購買的所有科學數據的消化吸收之後，韓陽確認，此刻的自己已經具備了理論上製造出精度足夠高的觀測設備的可能性。
當然，僅僅隻是理論上而已。將理論化作實際，真正將這種探測設備造出來，仍舊是極為困難的事情。
或者說，單純的製造這種探測設備其實並不困難——對於已經擁有如此之強大工程力量的人類文明來說，推動一顆星球尚且可以做到，什麽樣的設備能難得住人類？
更準確一點來說的話，便是，這種設備該怎麽造，才是最為艱難的。
這涉及到大量的理論計算。
人們必須首先確認究竟需要什麽樣的參數，才具備探測到這種影響的可能性，然後再去研究該如何實現這種參數，該使用哪種材料與結構，等等等等。
基於這個目標，人類科學界與韓陽同時開展了大量的計算與研究，並展開了一次又一次實驗。
在這過程之中，無數個極為艱難的科學問題湧現了出來。雖然有了羅氏分析這一有力的數學工具，極大提升了效率和降低了難度，人類科學界仍舊表現出了力不從心的跡象。
沒有辦法，在過去數百年時間裏，他們已經習慣了學習現有知識，然後在現有知識基礎上做微創新和應用化研究的環境。現在要自己親自去探索未知領域——沒辦法，實在是沒有這個思維和意識啊。
韓陽知道，真正具備這種科學思維和意識的科研人才，隻有從下一代人之中慢慢培養出來了。
通常來說，普通文明不會具備這種機會。因為內外部的環境都不允許。
也隻有有了自己存在的人類才有這個機會了。
人類科學界僅能做一些輔助性的工作，這一項工作的關鍵核心，便落在了韓陽的身上。
幸好，現階段的韓陽經過了之前那數次重大升級，具備足夠的信心麵對這個難題。
在這過程之中，韓陽首先確認了建造這種探測設備所需要的外部環境。
各種幹擾輻射越低越好。
這種環境，與需要極低背景輻射的中微子探測器又不相同。中微子探測器可以建造在極深的地下，屏蔽幾乎一切外來輻射。但此刻這種探測設備，建造在地下的話，便連宇宙微波背景輻射都屏蔽了，那還探測個什麽啊。
必須要其餘類型的輻射盡可能地低，卻又不能影響宇宙微波背景輻射才行。
符合這種探測條件的，便唯有遠離恆星等各種星體的地方了。
原因很簡單，恆星是宇宙之中數量最多、最為廣泛的強輻射源。
除了恆星之外，其餘具備強大輻射的星體也不行。黑洞、中子星、白矮星，尤其是正處在吸積過程之中的這類極端星體，更是離的越遠越好。
韓陽最終挑選了一個距離太陽係約有16.2光年的地方。
那裏，距離最近的一顆恆星都在5光年之外。且周邊恆星都是輻射功率較低的紅矮星和黃矮星，不存在藍巨星之類的超大質量星體。
地址選好了，下一步就需要結合當地的具體環境，做出能更好適配當地環境的探測器構造。
當然，在這之前，韓陽得自己先確認這台探測器需要達到什麽樣的標準。
結合已有科學數據，也即，我雖然暫時不知道什麽樣的探測標準能察覺出這種影響，但我已經知道哪些探測標準無法察覺到這種影響。
如此便確認了性能下限。
再通過大量的計算，通過求解一係列極為複雜的方程式——羅氏分析這種數學工具便在其中發揮出了重要的作用，眾多之前根本無法求解的複雜方程式在這一新的數學工具應用之下，紛紛求解出了答案。
當然，這個過程僅僅依靠韓陽自己的算力也還是不行的。這並不是韓陽自己算不出來，而是太過浪費。
這種計算，編寫好程序，交給專門的超算去做即可，無需浪費自己的算力。
於是，一顆位於遙遠的星係邊緣，距離太陽約2000億公裏的矮行星被韓陽挑中，直接在那裏開始建造大規模的超算中心。
製約超算性能的一大指標是散熱。而這顆矮行星因為距離太陽較遠的緣故，表麵溫度低至零下260多攝氏度，正好滿足超算的熱排放。
在這顆矮行星之上，韓陽發動起人類的工程能力，加上自己的工程能力，在短短數年時間之中，便建造出了數萬座超算中心，其中每一座超算中心的算力，雖然比不上韓陽自己，但也少的有限。
這數萬座超算中心一同全功率運轉，開始計算韓陽與人類科學界所提交的一道又一道複雜的計算題目，其釋放出來的熱量，甚至於令這顆矮行星的表麵直接從零下260多攝氏度，增溫到了零上兩三度的水平，將星球表麵的各種固態氣體，幹冰、甲烷、固態氫氧等都融化了，直接讓這顆矮行星具備了一層薄薄的大氣。
幸好，有了大氣層，星球向外輻射的熱能也多了，勉強達成了產熱與放熱的平衡，星球溫度沒有再提升，才讓超算能在這顆星球上繼續運行下去。
在全力以赴的計算和驗證之下，一係列極為珍貴的科學數據產出，終於讓韓陽腦海之中慢慢形成了這台探測器的基本概念，初步搞清楚了它該如何建造，以及要達到什麽樣的性能指標。
搞清楚了這一點之後，之前專門將那艘五級文明空天母艦調迴來，運向工地的數億噸物資便可以開始使用了。
長達兩年的時間之後，被韓陽命名為“天眼一號”的這台巨型宇宙微波背景輻射探測器終於建造完成。
浩瀚宇宙，萬千星辰映照之下，這台巨型探測器的一麵如同光滑的鏡子一般，完全映照出了宇宙的模樣。
在它光滑如鏡麵的背後，則是一台又一台設備，不同的設備之間由各種各樣的管道和複雜的線纜所連接，大大小小的設備數量多達幾十萬台。
這台探測器的截麵麵積，也有足足4.6平方公裏。
(本章完)