引力波是時空本身的漣漪,幾乎可以穿過宇宙任何區(qū)域,而時空漣漪是什么。引力波是時空的漣漪;愛因斯坦在廣義相對論中認(rèn)為引力波是由于天體做加速運(yùn)動所引起的,天文學(xué)家什么時候直接探測到引力波的,這里需要補(bǔ)充解釋一下什么是固體潮了,我們就沿著愛因斯坦廣義相對論的思路走一圈,來了解一下這個引力波究竟是個什么鬼。
1、引力波是電磁波還是機(jī)械波?引力波到底是什么類型的波動?
我不是在職科學(xué)家,但是可談一下理解。題主這么問我就當(dāng)做題主默認(rèn)理解機(jī)械波和電磁波的含義了,生活中最常見的波形應(yīng)該就是水波了,它也很好的描繪了什么是波:點(diǎn)機(jī)械波與電磁波不同,機(jī)械波的傳播需要介質(zhì),就好比足球場中的人浪,一個一個互相傳遞,人浪這種波就相當(dāng)于機(jī)械波,需要人的傳播。電磁波不需要介質(zhì),反而介質(zhì)會阻礙其速度,
這兩種波都比較容易理解,但想要理解引力波需要一種新的時空觀,引力波是愛因斯坦廣義相對論預(yù)言的一種現(xiàn)象,我們通常認(rèn)為空間就是空間,一個三維的,平直的空間??墒菒垡蛩固沟膹V義相對論認(rèn)為,空間加上時間構(gòu)成了四維時空,并且這種時空是可以彎曲的,所以簡單理解,引力波就是時空的波動,所以想要理解引力波,首先就應(yīng)該把時空獨(dú)立出來考慮。
2、引力波是什么?它的傳播速度是光速嗎?
答案:引力波是時空的彎曲,或者說,是帶質(zhì)量的物體進(jìn)行加速度運(yùn)動而產(chǎn)生的波,引力波的傳播速度不是確定的!引力波是廣義相對論所預(yù)言的,它的發(fā)現(xiàn)可以說是對廣義相對論畫上一個完美的句號!在廣義相對論里邊,引力波的傳播速度就是光速,因?yàn)檫@樣可以使公式變得最為簡潔,但是,這僅僅是一個假設(shè),沒有得到實(shí)際驗(yàn)證,所以它的速度可能是光速,也可能小于光速,但絕對不可能大于光速,因?yàn)樗菑V義相對論預(yù)言的,必須受到廣義相對論的限制!相對論的一個前提假設(shè)是:光速是物質(zhì)運(yùn)動和作用力傳遞的極限。
引力波是時空本身的漣漪,幾乎可以穿過宇宙任何區(qū)域,而時空漣漪是什么?平靜的水面扔進(jìn)去一顆石子,會產(chǎn)生漣漪,而時空漣漪呢,時空是一個巨大的平面,有質(zhì)量的物體在上面運(yùn)動的時候,就會產(chǎn)生漣漪并向周圍傳播,引力波隨之產(chǎn)生!事實(shí)上,任何有質(zhì)量的東西運(yùn)動都能產(chǎn)生引力波,只不過微不足道而已,作為宇宙最基本的四大作用之一的引力,它曾經(jīng)一直活在理論中,而如今,引力波的發(fā)現(xiàn)證明了它的存在。
3、引力波是什么?引力波理念為什么會受到全世界的科學(xué)關(guān)注?
2017年10月16日,科學(xué)家宣布了由兩個碰撞的中子星發(fā)射出的引力波的觀察結(jié)果,這場發(fā)生在1.3億年前九頭蛇星座的恒星撞擊,標(biāo)志著天文學(xué)家首次將引力波與可見光源相匹配,展示了這一天文學(xué)新紀(jì)元,這是加州理工學(xué)院(Caltech)和麻省理工學(xué)院(MIT)的合作實(shí)驗(yàn)室的激光干涉引力波觀測站(簡稱LIGO)的最新發(fā)現(xiàn)。
什么是引力波?簡單地說,引力波是宇宙中最劇烈的事件所產(chǎn)生的時空結(jié)構(gòu)中的漣漪,這些事件包括恒星爆炸,超稠中子星之間碰撞或合并黑洞,引力波一直在地球上肆虐,但我們的儀器直到最近才足夠靈敏地探測到它們。誰最先提出了引力波的概念?1916年,阿爾伯特·愛因斯坦提出引力波可能是他廣義相對論的自然結(jié)果,廣義相對論認(rèn)為,超大的天體扭曲了時間和空間的結(jié)構(gòu),我們把這種效應(yīng)稱為引力,
因此,超大的天體相互盤旋,會使時空產(chǎn)生褶皺,并將這些扭曲發(fā)送到整個宇宙,就像以光速在池塘上傳播的漣漪一樣。本質(zhì)上,引力波正在傳播時空形狀的擾動,盡管許多其他科學(xué)家接受了愛因斯坦的預(yù)言,但愛因斯坦本人并不完全相信他是對的;在接下來的幾十年里,他不斷地在引力波問題上搖擺不定,偶爾發(fā)表論文反駁他的原始想法。
為什么這些波這么難探測?當(dāng)引力波從產(chǎn)生它們的遙遠(yuǎn)事件到達(dá)我們身邊時,它們扭曲時空的程度微乎其微,這種畸變比質(zhì)子的寬度小很多倍,質(zhì)子是原子核中的一個粒子。對于大多數(shù)儀器來說,測量如此微小的長度變化幾乎是不可能的,天文學(xué)家什么時候直接探測到引力波的?上世紀(jì)70年代,科學(xué)家觀察到一對相互環(huán)繞的脈沖星,首次間接探測到引力波。