上一篇文字,《万有引力不是一种力,而是因为...》 用床单的例子介绍了万有引力其实不是一种力,而是因为时空的弯曲所形成的宏观效果。
今天,我们来聊一聊引力波。
北京时间2017年10月16日,激光干涉引力波天文台(LIGO)和室女座引力波天文台(Virgo)于2017年8月17日首次发现双中子星并合引力波,并成功监测到了引力波。同时,我国第一颗空间X射线天文卫星——慧眼HXMT望远镜对此次引力波事件发生进行了成功监测。
那么有三个问题需要我们去探讨:
1,引力波是什么?
2,引力波为什么那么难被监测到呢?
3,引力波被监测到有什么意义呢?
一、什么是引力波?
顾名思义,引力波是一种波,比如我们往平静的河面扔一颗石头,河面马上会以石头落点为中心形成一圈一圈的水波。
类似的,我们注意下引力波带有引力二字,说明引力波和引力有关心。上一篇文字结尾,笔者提示过引力波也可以用床单的例子来思考,设想下如果用手不断的拍打床单,床单会一上一下,不断的抖动,形成了上下的振动,就好像河面的水波涟漪一样。所以引力波的本质就是空间发了扭曲,扭曲的力度还不固定,可能一会大一会小,像水波一样上下振动,这个就是引力波。
以刚才在河面扔了一块石头一样,对应的如果往宇宙空间突然扔的不是一颗石头,而是一颗大星球,那么这个空间的扭曲肯定会产生一定的涟漪,这个涟漪就是叫做引力波。
二、引力波为什么那么难被监测到?
引力波的概念最早由爱因斯坦提出:只要是有质量的物体运动就会引起时空的涟漪产生引力波。可我们再100多年后才第一次检测。这是为什么呢?
主要原因其实很简单,引力波这个时空涟漪产生开始,引力波的传播需要时间和空间。在漫长的传播途中引力波也会渐渐减弱,来到地球上后这个引力波实在是太弱太弱太弱了,弱到我们人类的最精密的仪器都很难测量下。
那么,2017年为什么好几个国家都监测到了引力波呢?因为刚好这个时候有了个好的契机,两个大黑洞合并,黑洞合并后产生了巨大的能量,这个时空搅得天翻地覆,这时候的引力波是比较强,相对比较容易监测到了。当然你会问了,宇宙中肯定一直有很多黑洞形成和合并,为什么从爱因斯坦从提出引力波到真正监测到引力波却花了100年多呢?因为100年对于我们人类来讲比较长,但是放在整个浩瀚的宇宙来看,也是很短很短的。
三、 引力波被监测到有什么意义呢?
探测到引力波的最直接成果之一,就是使得广义相对论真正成为了完备验证的理论,说明爱因斯坦大神又对了。
另外,其实人类、地球、太阳系甚至银河系在整个宇宙来看,都是很小很小的。人类对应宇宙的认知是很少很少。我们之前对应宇宙的认识走了很多很多弯路,从哥白尼到伽利略,付出了很多。有了引力波成功探测之后,我们对宇宙的认知走在了正确的道路上,并且对宇宙的了解和观察手段更进了一步,说不定在不久的将来,我们就能够发现能做空间瞬移的“虫洞”,能发现“暗物质”,能监测“暗能量”等等,让人类的发展不仅仅局限于地球。。。