這兩天大火的“引力波”到底是個什麼鬼?

早在2天前,全球數十家著名天文機構紛紛發佈了同一條消息:北京時間今日(16日)晚上10點,將發佈重大消息。


這兩天大火的“引力波”到底是個什麼鬼?

現在,大家都已經知道了,所謂重大發現,也就是發現了引力波。

中科院南極天文中心16日22時通報,南極巡天望遠鏡AST3-2於今年8月追蹤到一次重要引力波事件GW170817的光學對應信號。此次引力波事件,讓人類首次觀測到雙中子星合併產生的引力波及伴隨其產生的電磁現象。我國南極望遠鏡成功追蹤並獨立觀測到該引力波光學信號,意味著中國天文設備正加入國際關鍵天文事件的直接觀測。

這兩天大火的“引力波”到底是個什麼鬼?

我相信,很多人跟小編一樣,看了這條新聞,內心深處的自豪完全無法掩蓋一臉的懵逼。

這兩天大火的“引力波”到底是個什麼鬼?

那麼,到底什麼是引力波呢?小編找了好多資料,總算搞明白了。

先簡單談談最近咱們發現引力波這個事。

這兩天大火的“引力波”到底是個什麼鬼?

是不是還是一頭霧水,我再通俗易懂地解釋一下吧!這是來自知乎大神紀川的回答。

想象一片寧靜湖面,船在中央,把下面的水壓下去了。船移動時,另一片水被壓下去,泛起一片片漣漪。

這兩天大火的“引力波”到底是個什麼鬼?

把我們的時空看成一片湖面。根據廣義相對論,每個有質量的物體都是“時空湖面”中的“船”,“船”移動時,時空也會泛起漣漪。這時空的漣漪便是引力波。

ps:我們的“時空湖面”是4維的,3個維是空間,1個維是時間。

接下來我們嘮嘮廣義相對論,從時空的角度來理解引力,引力波就很好理解了。

1.引力和慣性是一回事。

如果我從高牆跳下來,會受到地球引力。如果我在宇宙飛船裡,飛船向“上”加速飛行,我也會因為慣性,向飛船底部墜落。然而,我沒辦法從體會上分辨哪個是重力,哪個是慣性。正因如此,愛因斯坦大膽假設:引力和慣性力是一回事

公交車加速時,我差點摔倒,其實並沒有施力者把我拉倒,而是我所在的空間在移動。我們都知道,“慣性力”其實不是力,而是參考系速度變化時的假想力。慣性力不是力,可以用座標系變換輕鬆搞定。

既然引力等效於慣性力,慣性力不是力,愛因斯坦又大膽得出:引力也不是力

2.引力是質量導致的時空彎曲。

這兩天大火的“引力波”到底是個什麼鬼?

不是力,那是什麼?

好端端的力沒有了,他只好拿參考系下手了。參考系?說高端一點,就是時空咯。

他說,引力是質量物體導致的時空彎曲,好嗎?

好的。

他數學好,活生生把這個想法用幾何給表達出來了。我們不談公式,就舉兩個栗子,理解一下。

慄一,蘋果從樹上掉下來砸到牛頓的頭,那不是受到重力做勻加速運動,而是沒有受力、做勻速直線運動!因為在廣義相對論的時空裡,越靠近地面,時空變化越厲害(空間扭曲、時間變短)。

慄二,地球繞太陽公轉,不是受到太陽吸引力做圓周運動,而是沒有受力、做勻速直線運動。因為廣義相對論的時空裡,太陽把地球的時空給掰彎了,地球的世界就是一個圓。。。

3.質量物體變化導致擾動,傳播靠引力波。

我們的宇宙裡有很多有質量的物體,這時空就像是一個彎彎曲曲的大網。

當有質量的物體運動時、質量變化時,它導致的時空彎曲程度也會變化。近水樓臺,離它最近的時空彎曲程度先變化,然後傳播至整個時空。傳播這個擾動的,就是引力波咯。

4、引力波與聲波。

這兩天大火的“引力波”到底是個什麼鬼?

引力波是時空波動的傳播,聲音是空氣振動的傳播。咦!引力波和聲波是不是有點像啊?

ps1:有些比喻,比如“地球的世界就是一個圓”,這樣的說法不準確,但形象一點;比如“引力和慣性是一回事”,應該說引力和慣性力等效,在局部不可分辨。

ps2:牛頓的引力理論在低速、小質量條件下近似成立。

弱弱的問一句,關於什麼是引力波,大家看懂了嗎?


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