03.01 探測到引力波意味著什麼?

影視風雲館


儘管在目前看來,直接探測到引力波不會對人類的直接生活產生太大影響,然而對於科學研究研究的意義可謂重大。人類在追尋了引力波整整100年之後,經過好幾代科學家的共同努力,才直接探測到了它。

首先,引力波是對廣義相對論的一個最直接的驗證。廣義相對論在1915提出以來,已經經過了無數很多驗證,包括無數次在弱場中的驗證,但是對於強引力之下的驗證,雙黑洞所產生的引力波,卻是首次。

接下來,引力波以光速傳播,相比較電磁力,引力要弱非常多,所以它與物質的相互作用非常非常的弱,因此引力波可以給我們提供我們宇宙幾乎無阻擋的圖景,而這個幾乎是無法利用我們熟知的電磁波來達到的。利用引力波,我們可以看到宇宙的最早期,宇宙大爆炸之後的1.0E-36秒開始的宇宙形成過程,而對於電磁波而言,它最早只能看到大爆炸後的大約38萬之後的宇宙歷史,在此之前,電磁波是不能給我們提供的。所以引力波是我們瞭解我們宇宙形成的最好工具。

其次,如果還記得,在《星際穿越》電影中的結尾之時,主人公庫珀身處一個5維時空的超體方體中,為了將從黑洞中心所提取出來的信息傳遞給身處4維時空的女兒墨菲,人為的製造引力波效應,成功將信息傳遞,從而人類得以解救。引力波從目前物理學家的認識來看,是唯一一種可以在不同維度傳播的波。不同宇宙之間的碰撞,會產生引力波。說不定在不遠的將來,我們也可以依靠引力波來判斷多重宇宙的存在與否。

當然引力波還可以發現宇宙當中之前電磁不能看到的一些天體現象。比如雙黑洞,因為它不能產生電磁波,所以利用現有的電磁波是探測不到這些天體的,新的引力波卻可以讓我們找到它們。

儘管引力波的傳播速度和光速一樣,然而它卻和電磁波完全不一樣。引力波給我們打開了一扇全新觀測窗口,甚至可以和400多年前伽利略將望遠鏡指向天空所帶來的影響相提並論。歷史的發現軌跡告訴我們,每一扇新的窗口被打開,都會有令人稱奇的發現。雖然LIGO/VIRGO的探測能力還是有限,一旦這個引力波的世界被撬開了一道小的裂縫,讓我們看到了春天的種子,相信碩果累累的引力波豐收季節也不會太遠。


黑洞來客


引力波則不是電磁效應,也不是光效應,而純粹是一種力學效應。平時人們觀察到的運動物體運動速度極慢(相對於光速),質量較小(相對於天體),所以很難觀察測試到引力波。最初科學家是用一根很大很長的金屬棒來收集來自脈衝星的引力波,但這種方法只能收集到與金屬棒發生共振的引力波。今年(2017年)的諾貝爾物理獎獲獎科學家們用現代科技實驗方法觀察到了繞質心高速轉動的脈衝星的引力波譜,證實了愛因斯坦的預言。高旋轉的脈衝星發出引力波的同時也帶走脈衝星系統的能量,最終合二而一。引力波的傳播不需要介質,穿透力強(宇宙中的天體可輕易穿過)。這為人類探索宇宙空間看不見的兩個大尺度高密度天體(如黑洞)的運動提供了實驗手段。最讓人期待的是在對脈衝星和黑洞這些天體的觀察研究中,能夠發現暗物質的存在。引力波存在的證實和應用(儘管還在實驗室中),必將會象電磁波的發現和應用一樣,極大地改變世界,改變人類的生活。




沈大哥


認識引力波:



引力波也稱重力波,引力波是愛因斯坦廣義相對論所預言的一種以光速傳播的時空波動,是時空曲率的擾動以行進波的形式向外傳遞的一種方式。如同電荷被加速時會發出電磁輻射,同樣有質量的物體被加速時就會發出引力輻射,這是廣義相對論的一項重要預言。


愛因斯坦1916年發表的廣義相對論預言了宇宙誕生之初產生的一種時空波動——原初引力波——的存在。過去近百年中,廣義相對論的其他預言如光線的彎曲、水星的近日點進動以及引力紅移效應都已獲證實,唯有原初引力波因信號極其微弱,技術上很難測量,而一直徘徊在天文學家“視線”之外。劍橋大學博士、加拿大不列顛哥倫比亞大學的“CITA國家研究員”馬寅哲認為,原初引力波的發現是支持廣義相對論的又一有力證據,相對論所預言的所有實驗現象全部被驗證,實驗與理論符合得都很好。




其次,這一發現打開了觀測宇宙的一扇新窗戶。

  在天文學幾百年來的發展過程中,人們觀測宇宙的主要手段是觀測光,也就是說幾乎所有天文實驗都是在收集光子。而根據標準宇宙大爆炸理論,大爆炸之後約40萬年,光子、電子及其他粒子混在一起,宇宙處於晦暗的迷霧狀態,光無法穿透。而引力波則不同,它誕生在宇宙大爆炸之初並以光速傳播。從事引力波研究多年的美國亞利桑那州立大學理論物理學家勞倫斯·克勞斯認為,引力波被測量到,意味著人們可以通過引力波而一直追溯到大爆炸之後僅僅10的負35方秒的極早時期,同時引力波也可以作為另一種觀測宇宙的手段。引力波天文學這門新學科的大門也由此打開。 意味著對宇宙微波背景輻射的測量將會進入下一個重要里程碑。



結論:

這意味著我們將會再次確認愛因斯坦是對的,引力輻射是真實存在的,並且黑洞的合併過程的確會產生這樣的引力輻射,而更重要的是,這樣的引力輻射信號是可以被 從地球上探測到的。這將是一個全新的天文學領域,一個不需要望遠鏡的新的天文學領域,它將引領我們打開理解黑洞、中子星和其他難以採用傳統方法進行觀測的天體類型的全新視野。


美文坊


應該搞清楚探測到是何物

現在別人教你一加一等於多少

它是你老師嗎 你已經知道了

人是何時形成的怎樣形成的

在後面而來的如何劃分前後

應該先大體定性

問題是相連的

截取問題本身就不科學

不能解釋所有的科學是不嚴重的


用戶56560508789


未來不久的時間久可以實現星際穿越,關鍵是找到反物質和引力波


八零後的悲歡離合


引力波為我們研究引力產生的本質提供了重要佐證,打個比方,古代人觀察到了閃電,但是不知道這個電有什麼作用,如何去發生這個電,他們萬萬想不到電對人類生活有跨時代的意義…而這引力波就像古人觀察到的閃電一樣


別BB22


宇宙時代即將到來,這是人類又一大新發現,如果能控制引力波,可能能組合新的星系,改變宇宙次序,哈哈哈😄,有點意想天開。



統治者41


引力波的理解和通俗解讀

意味著宇宙就是一個時間盒子,質量大小改變時間長短,換句話說就是海內存知己,天涯若比鄰,只要吸引人(質量)足夠大,兩人很快在一起!再換句話說,起點就是終點,看似遙遠其實你就在我身邊。再換句話說宇宙就像盒子可以摺疊(時空曲變),也許我們真能穿越到未來!


牛貓哥


人類有一個終極問題,這個問題一分為二,一是生命的起源,二是生命的去向,想要解決這個問題,先要解決另一個問題,即宇宙的起源,引力波被探測到,意味著科學家在探索宇宙起源的道路上又前進了一步。


安心才能安身


愛因斯坦廣義相對論預言了引力波的存在。

發現引力波以前,我們探測宇宙的工具只有電磁波(包括微波無線電、紅外線、可見光、紫外線和伽瑪射線等),如果把電磁波比喻成人的眼睛的話,引力波無疑是人的耳朵,現在可以通過聽來了解宇宙了。


增加一種觀測宇宙的手段給研究宇宙帶來的革命是巨大的,就如看無聲電影和有聲電影的區別,你懂的!

引力波是大質量星體運動或碰撞產生對時空的擾動,以波的形式光速向四周傳播開來,於電磁波比較,具有如下意義:

1、傳播過程具有不易被阻擋的特點,因此不容易衰竭,可以傳播的更遠

2、提供了和電磁波完全不同的觀測方式,能夠彌補電磁波無法觀測到的區域

舉個例子。宇宙大爆炸模型表明,在大爆炸後38萬年左右(太初核融合後)光才開始傳播(在之前宇宙出去電子夸克等粒子濃湯態,是不透明的),然後隨著宇宙膨脹光現在才傳播到地球,預示著我們通過電磁波對於宇宙誕生38萬年前的所發生的事情是觀測不到的。現在關於宇宙最早起都是理論推導的結果。


有了引力波工具後,因為在宇宙最早期雖然光不能傳播,但物質是存在的,物質的存在引力和引力波就存在,如果我們能探測到太初引力波,也許就能解開宇宙最早期的秘密,從而驗證宇宙暴漲理論的正確性,無疑是革命性的。

此外引力波在研究黑洞方面也具有很大的施展空間,所以,引力波的發現,必定導致一場物理學上的大發展。


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