发现引力波——科学大突破
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发现引力波——科学大突破
——科学大突破
一、发现引力波
1915年,爱因斯坦发表场方程,建立广义相对论。
一年之后,史瓦西解释其中的黑洞。
1963年,克尔提出旋转黑洞。
1974年发现脉冲双星,证实致密双星系统引力辐射,完全与广义相对论预言一致。
一百年来,广义相对论不断发展,时空弯曲产生奇异事物,比如黑洞、引力波、奇点、虫洞、甚至时间机器。
但不少物理学家,对其强烈怀疑,连爱因斯坦本人直到逝世前,也怀疑黑洞存在。
漫长岁月里,几代物理学家付出无数努力,而引力波却一直没有被发现。
,激光干涉仪引力波天文台(LIGO),分别位于美国路易斯安那州利文斯顿,与华盛顿州汉福德的两个探测器,同时观测到引力波。
,加州理工学院、麻省理工学院以及“激光干涉引力波天文台(LIGO)”研究人员,在华盛顿举行记者会,宣布探测到引力波的存在。
人类从此打开一扇观测宇宙的全新窗口。
二、该波是什么
引力波是时空涟漪,如同石头丢进水里产生的波纹。
黑洞、中子星等天体,碰撞过程中可能产生引力波。
这次发现的引力波,是由黑洞合并产生的时间极短的引力波信号,持续不到1秒。
它经过13亿年漫长旅行,于抵达地球,被LIGO两个探测器以7毫秒时间差先后捕捉。
两个黑洞合并前质量分别相当于36个和29个太阳质量,合并后总质量是62个太阳质量,另外3个太阳质量的能量,以引力波形式,在不到1秒时间内向外释放,释放的峰值能量非常大,比整个可见宇宙释放能量还要高出10倍以上。
大质量天体剧烈运动扰动周围时空,扭曲时空的波动,以光速向外传播。
因此引力波的本质,就是时空曲率的波动。
三、爱翁未料到
爱因斯坦当初认为,引力波太过微弱而无法探测,并且他从未相信过黑洞的存在。
但是,他的广义相对论,预言了引力波的存在。
广义相对论的其他预言,如光线的弯曲,水星近日点进动,都获得证实,唯有引力波,一直徘徊在科学家“视线”之外。
20世纪70年代,美国科学家观测双星系统过程中,发现引力波存在的间接证据,并因此获得1993年诺贝尔物理学奖。
这次引力波发现,是爱因斯坦和后来科学家,长期努力的结果。
四、科学大突破
引力波的发现,是科学史上的里程碑。
这一非凡成就,凝聚很多物理学家的心血。
在LIGO科学合作组织中,有10多个国家1000余名科学家参与,中国参与的成员单位是清华大学。
引力波的发现,开启了一扇新的窗口,意味着人类从此有了第六感,就像有了超能力,用一双天眼饱览神秘宇宙中无尽的奥妙。