引力波的发现有什么意义|引力波到底是什么- 真能凭它穿越时空

发布时间:2018-03-02   来源:宇宙探索    点击:   
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引力波到底是什么?,距今13亿光年前,两颗黑洞合并后,亏损的质量以强大引力波的形式释放到宇宙空间,经过13亿光年的漫长旅行,终于抵达了地球。让我们真能凭它穿越时空?

  引力波到底是什么? 真能凭它穿越时空?

  两个黑洞相撞时产生的引力波

  每年春节,在中国的土地上都会上演人口大迁徙的剧情。到大城市工作的人们都会踏上漫漫归途,为的是回到千里之外的家乡与家人团聚,在短暂的团聚之后人们又会踏上返城的路途。似乎上帝也不忍心这么折腾老百姓了,于是他将自己从宇宙创世之初隐藏着的秘密告诉了人类。而作为万物之灵的人类在发现这个秘密之后,会创造出什么新的实用技术呢?这个问题对于科幻迷们很容易解答,或许人类真的能借助这个秘密开发出时空穿梭的技术来。

  引力波到底是什么? 真能凭它穿越时空?

  如果未来真的有时空穿梭技术,那么人类的生活方式将彻底改变。星际旅行或许在未来成为现实,想象一下在太阳系某一个适合人类生存的星球上品尝美食、沐浴日光会是一幅多么惬意的场景呢!那么,上帝告诉人类的秘密到底是什么呢?引力波!

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  这两个“小黑”释放的引力波被人类捕捉到了!

  引力波是个什么怪物?

  据介绍,这次探测到的引力波是由13亿光年之外的两颗黑洞在合并的最后阶段产生的。两颗黑洞的初始质量分别为29颗太阳和36颗太阳,合并成了一颗62倍太阳质量高速旋转的黑洞,亏损的质量以强大引力波的形式释放到宇宙空间,经过13亿光年的漫长旅行,终于抵达了地球,被美国的“激光干涉引力波天文台”(LIGO)的两台孪生引力波探测器探测到。

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  两个黑洞相撞时产生的引力波

  资料显示,引力波是爱因斯坦在广义相对论中提出的,即物体加速运动时给宇宙时空带来的扰动。简单的说,可以想象将一颗石子扔进平静的水面激起的波纹。不过,引力波并不容易被发现,因为只有非常大的天体才会发出较容易探测的引力波,如超新星爆发或两个黑洞相撞时,而这种情况非常罕见。因此,相对论提出一百多年来,其“水星进动”和“光线偏转”等重要预言被一一证实,而引力波却始终未被直接探测到。

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  引力波有宇宙初生时的“啼哭”之称,它自宇宙诞生后便一直四散传播,现在可探测到的余响能量非常小,被称为“随机引力波背景”。在“激光干涉引力波观测台”中,科学家便是努力在长达4公里的激光光线中,寻找“随机引力波背景”带来的比一个原子核还小的扰动。

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  引力波的时空波纹

  捕获引力波的又是什么怪物?引力波是爱因斯坦广义相对论所预言的一种以光速传播的时空波动,通常引力波都很微弱,如地球围绕太阳运行时,发出的引力波功率仅为200瓦。宇宙中大质量天体的加速、碰撞和合并等事件才可以形成强大的引力波,但由于波源超远距离,引力波传播到地球时变得非常微弱。

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  因此需要超高灵敏度的仪器才有可能对引力波进行探测。2015年,最新的激光干涉引力波天文台正式在美国上线,理论上,该天文台可以探测到3亿光年远的引力波事件。引力波探测器原理与迈克耳逊干涉仪和法布里-珀罗干涉仪的原理差不多,主要部分是两个互相垂直的长臂,每个臂长4000米,臂的末端悬挂着反射镜,管道采用不锈钢制成,直径1.2米,内部真空度为10^-12大气压。

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  在两臂交会处,从激光光源发出的光束被一分为二,分别进入互相垂直并保持超真空状态的两空心圆柱体内,然后被终端的镜面反射回原出发点,激光束在臂中来回反射大约50次,使等效臂长大大增加,这样就会形成干涉条纹,如果有引力波通过,便会引起时空变形,一臂的长度会略为变长而另一臂的长度则略为缩短,这样就会造成光程差发生变化,因此激光干涉条纹就会发生相应的变化。

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  两台孪生引力波探测器分别在华盛顿州的汉德堡(左)和路易斯安娜州的列文斯顿(右),两者相距3000公里

  引力波的发现对人类有何意义?

  发现引力波的重要意义是什么?小编综合各方观点总结出两条:一是证实了爱因斯坦的广义相对论提出的引力波的预言;二是给宇宙大爆炸理论提供新的证据。由于宇宙大爆炸初期,电磁力、强力和弱力统一成一个力,这给研究宇宙初期状况造成了很大难度,而引力波的发现给这项研究找到了一个绝佳的切入点,可以说开启了一个新领域。#p#分页标题#e#

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