首页 > 浩瀚宇宙 > 正文

爱因斯坦在广义相对论中预测了引力波的存在,这一推测一直为人津津乐道。

如果引力波真的存在(实际上2016年就已经发现了引力波),那就意味作为引力波传递媒介的真空可以自行振荡和移动。自爱因斯坦1917年的预测以来,科学家们为了探索引力波做了许多研究。

尽管有间接证据证明引力波的存在,科学家们未能找到可以证明的直接证据(注意:2016年已经发现引力波)。相较于机械振动,引力波既是振动,也是空间变形。

引力波的强度要远远小于电磁波,重力场粗略系数大约是10^-38 ,耦合系数为10^-40 ,所以对引力波的探测也是难上加难。

引力波跟电磁波一样吗?它有什么用?能用来发电吗?

引力波的实验证据

关于引力波的主要问题在于研究引力波是如何产生的。我们可以通过简单的技术和工具制造出电磁波,比如使用无线电广播发射器,但由于引力波强度太低,人类无法制造出可检测到的引力波。人类目前的科技水平还无法依靠庞大的机器制造引力波。

引力波跟电磁波一样吗?它有什么用?能用来发电吗?

每个星系,或者说星系中心是引力波的一个重要来源,通常是物质大量湮灭处,或者位于星系中心、吸入周围物质的大型黑洞处。

双中子星或者双黑洞则是引力波的另一个来源。这点比较好解释。引力波跟其它的辐射一样会携带能量。在双星系统中,恒星循转的轨道频率达到了两倍,一部分的能量便会以引力波的形式发散出去。

引力波跟电磁波一样吗?它有什么用?能用来发电吗?

这会逐渐改变双星系统的轨道,使两颗恒星愈发靠近,我们的确可以测量到这种现象。对于普通行星、甚至恒星而言,这样的影响却是微乎其微。举例来说,木星-太阳系统中的引力波总量仅有400瓦!但是,在由中子星或者黑洞组成的双星系中,引力波不仅影响巨大,而且强大到可被探测。

引力波跟电磁波一样吗?它有什么用?能用来发电吗?

1993年诺贝尔物理学获奖者、天体物理学家约翰·泰勒的著名实验首次向我们提供了最间接的证据证明引力波的存在。

泰勒仔细观测过双脉冲星(体积小,但密度极大)后发现双星系统速度降低的估计值与实际测量值高度一致,指出引力波是唯一可能的因素,从而证明引力波的存在。

引力波跟电磁波一样吗?它有什么用?能用来发电吗?

但是,哥伦比亚大学的一队天文学家们报告称,对于该主题的研究可能会更加简单。《每日科学》于2015年9月24日发表了一篇来自天文学家佐尔坦·海曼(Zoltan Haiman)的报告,海曼发现位于座的两个黑洞将爆发生强烈撞击。

海曼解释说,两个黑洞的运行轨迹处于类星体PG1302-102中,距离地球约350万光年,两个黑洞之间仅距离1~2个光秒。预计两者将在100万年之内发生撞击,估计撞击威力相当于1亿个超新星。

引力波跟电磁波一样吗?它有什么用?能用来发电吗?

根据加州帕萨迪纳研究所(California Institute of Pasadena)的研究人员称,如此程度的撞击威力能够摧毁一整个星系。

撞击发生的时间在遥远的未来,我们也无法在有限的生命中见证,但天文学家们在此次发现中收获良多,有望在接下来的十几年中寻找到类似的双黑洞系统,尽最大努力探索引力波的谜团,并找到直接证据证明引力波的存在(需要读者注意的是引力波2016年就发现了)。

引力波跟电磁波一样吗?它有什么用?能用来发电吗?

哥伦比亚大学的丹尼尔·道拉奇奥(Daniel D’Orazio)说:“引力波的成功探测有利于帮助我们探索万有引力的谜团,在宇宙最极端的环境中测试爱因斯坦的理论。”

将近一个世纪之前,爱因斯坦就提出了广义相对论,未来的十几年中,我们对于万有引力的认知可能将进入下一个阶段。

原文链接:http://www.toutiao.com/a6726395223749968396

本站文章部分来自于互联网,已注明出处。 未注明原文出处皆为原创文章,转载同样请注明出处并添加链接。

猜你喜欢
发表评论
   

电子邮件不会被公开,需审核后才会展现

评论信息