關於“引力波”,你都知道些什麼?

關於“引力波”,你都知道些什麼?

如果太陽消失,引力波會影響地球

迄今為止,我們對天文學所瞭解的一切知識都是以電磁輻射的形式得到的,無論是光、無線電,還是來自宇宙深空的微波訊號。現在科學家們正在首次引入一種新的科學發現介質,這就是引力本身。這也許會讓我們發現一個全新的宇宙。

引力波的概念是愛因斯坦在1916年首次提出的。物理學理論中的一些名詞術語一般都比較燒腦,要清晰的理解引力波的概念,就需要打一個比方。我們想象一下,在一張蹦床的中間,放著一個鉛球,鉛球無疑是陷進蹦床的表面的,這時如果突然將鉛球拿出來,蹦床表面立刻就會彈回來,回到原來的平整狀態,在這個過程中,就產生了衝擊波,衝擊波會沿著蹦床表面向四周擴散。那麼我們再想象一下,把太陽想象成一個鉛球,如果太陽突然消失了,同樣也會在空間中產生衝擊波,並且會以光速向周圍空間擴散,這就是引力波的概念。

但是這裡面存在一個問題,鉛球在蹦床上產生的引力波效應很直觀就可以看到,可是空間中的引力波要如何才能探測到呢?因為宇宙的尺度非常大,相對來說一顆恆星引起的引力波效應就很微弱,即使是兩顆恆

星碰撞

產生的引力波也不足以被當前所能夠做的試驗測量到。

關於“引力波”,你都知道些什麼?

兩個互相繞轉的天體會釋放出引力波

按照愛因斯坦的理論,兩顆天體在相互圍繞旋轉過程中,能量會以引力波的形式釋放,隨著引力波釋放,能量持續地消耗,兩個天體的旋轉軌道半徑就會衰減,最終兩個天體會發生碰撞。目前,引力波已經被間接探測到了,天文學家找到了一對互相圍繞旋轉的中子星(名為PSR1913+16)作為探測物件,這對中子星距離地球16000光年。這兩顆中子星每7小時45分鐘對繞一圈,天文學家發現,它們每繞一圈,就互相靠近了1毫米,雖然這個距離在衡量天體的尺度上小到微乎其微,但如果一年時間內的變化累積起來,兩者距離就會縮短0。9144米,預計2。4億年內,這兩顆中子星就會相撞。這個發現正好驗證了愛因斯坦廣義相對論,並且透過資料分析,實際上愛氏理論的精確度至少達到了99。7%。

目前世界上有兩臺重要的引力波探測器,一臺名為“LIGO”,中文全稱為“鐳射干涉引力波天文臺”,於2003年啟動。另一臺名為“LISA”,中文全稱為“鐳射干涉太空天線”,於2011年啟動。“LISA”更為先進,它有3顆圍繞太陽軌道的衛星,軌道距離地球5080。32萬千米,3顆衛星上的鐳射探測器在太空中形成邊長為500萬千米的等邊三角形。

關於“引力波”,你都知道些什麼?

LISA引力波探測器

據稱,“LISA”的精確度極高,可以探測到宇宙大爆炸本身發出的原始引力波。它的意義在於,一是驗證愛因斯坦理論的準確性,而是驗證“大爆炸宇宙學說”的正確性,三是驗證宇宙膨脹理論。最終可能會找到“統一場理論”,對揭開宇宙終極奧秘意義重大。