引力波的发现历程
人类首次发现引力波
人类首次发现引力波
在2016年最令科学家们振奋的消息在2016年2月11日诞生了人类首次发现引力波!这是自爱因斯坦100年前提出引力波概念以来人类首次通过两个激光干涉引力波天文台检测到13亿光年之外两个黑洞合并所产生的时空震荡,直接证明了引力波的存在!在证明爱因斯坦理论的同时也证明引力波是可以被检测到的。
早在1915年,爱因斯坦提出的广义相对论,他认为引力是一种非常特殊的相互作用。
广义相对论论证的一个重点就是,引力的本质是时空几何在物质影响下的弯曲。
1916年,爱因斯坦又在广义相对论框架下发表论文,论证了引力的作用以波动的形式传播。
这就是引力波。
引力波最初只是爱因斯坦的一个理论构想,来源于方程式的推导,而非真实的实验观察。
爱因斯坦认为,由于引力波太过微弱,它无法被探测到。
1974年,美国物理学家泰勒和赫尔斯利用射电望远镜,发现了由两颗质量大致与太阳相当的中子星组成的相互旋绕的双星系统。
观测结果精确地按广义相对论所预测的那样:当两个致密星体近距离彼此绕旋时,该体系会产生引力辐射。
由此他们间接的证明引力波的存在,他们二人也因此荣获诺贝尔物理学奖。
在发现引力波的同时,科学家们也由此发现了双黑洞系统,而这次的引力波正是由于两个黑洞互相合并产生的,就像把一块石子丢入水中会产生涟漪一样,引力波可以比作“时空的涟漪”。
科学带给人们心灵上的触动,好比人们又向着真理前进了一大步一样令人倍受鼓舞、心潮澎湃。
引力波的发现与应用
引力波的发现与应用引言:自从人类以来,我们一直试图理解宇宙的奥秘,并揭示宇宙诸多现象背后的力量和原理。
而最近几十年来,引力波的发现无疑是科学界的重大突破之一。
引力波是由爱因斯坦的广义相对论预言的一种波动,它是宇宙中质量重大物体产生的重力场波动。
本文将介绍引力波的发现历程,并探讨它在科学研究和实际应用中的潜力。
第一部分:引力波的发现引力波的发现是世纪之发现,为此,世界各地的科学家和研究机构共同努力。
首次成功探测引力波是在2015年,由美国爱因斯坦重力波天文台(LIGO)的科学家团队宣布的。
LIGO由两个相隔3000多公里的激光干涉仪组成,通过观测光的干涉来探测通过空间传播的引力波。
在2015年的实验中,LIGO成功探测到了来自两个黑洞合并的引力波信号,这一发现彻底改变了人们对宇宙的认识。
第二部分:引力波的应用引力波的发现不仅对宇宙研究领域产生了深远的影响,它还为科学研究和技术领域带来了许多潜在的应用。
1. 宇宙研究:引力波提供了一种全新的方式来观测宇宙中的事件。
传统的天文观测方法主要依赖于电磁波,而宇宙中许多重要事件,如黑洞合并、中子星碰撞等,并不产生明显的电磁辐射。
利用引力波观测宇宙,可以更全面、深入地了解宇宙的性质和演化规律。
2.时空探测:引力波的探测手段可以帮助我们更好地了解时空结构。
通过监测引力波的传播和干涉模式,我们可以精确测量出空间的形状、变形以及引力场的强弱,对于进一步研究时空的特性和宇宙演化具有重要意义。
3.天体物理学:引力波的发现提供了研究天体物理学中极端现象的新方法。
例如,通过观测超大质量黑洞的引力波辐射,可以验证黑洞理论的一些重要预言,并为黑洞的形成和生命周期提供更多证据。
4.科学教育:引力波的发现激发了公众对科学的浓厚兴趣。
引力波的原理和探测技术可以作为一种教育资源,帮助人们更直观地理解爱因斯坦的广义相对论以及宇宙的奥秘。
第三部分:引力波的未来应用前景引力波的发现开启了一扇通向未知领域的大门。
引力波探测技术的最新进展
引力波探测技术的最新进展引力波是阿尔伯特·爱因斯坦在其广义相对论中首次预测的现象,它是由大质量天体(如黑洞、中子星等)运动产生的时空涟漪。
自2015年首次成功探测到引力波以来,全球的引力波研究进入了一个全新的阶段。
本文将详细探讨引力波探测技术的最新进展,包括探测器的性能提升、数据分析方法的创新、以及未来的研究方向等。
一、引力波探测器的发展历程引力波的直接探测始于2015年,当时美国激光干涉仪引力波天文台(LIGO)首次检测到了来自于两个黑洞合并产生的引力波信号。
这一历史性的发现不仅验证了爱因斯坦的预测,也为天文学开辟了新的研究领域。
1. LIGO和VIRGOLIGO是专门为探测引力波而设计的大型激光干涉仪,拥有两个分开运行的观测点位于美国。
其中一个位于路易斯安那州,另一个则在华盛顿州。
VIRGO是位于意大利的一台类似设备。
通过分析全球多个引力波探测器的数据,研究人员能够更准确地定位引力波源,并获得更有价值的信息。
2. KAGRAKAGRA是日本的一台新型引力波探测器,采用了超导技术和地下探测设施。
这一设计可以有效抑制地面噪声,提高信号的灵敏度,从而使其能够探测到更远距离和更低频率的引力波。
KAGRA的加入标志着国际合作在这一研究领域的重要性,也使得全球引力波观测网络逐渐形成。
二、技术革新与性能提升随着观察量及试验次数的增多,引力波探测技术也在不断进步。
新的科技进步使得探测器的性能得到了显著提升。
1. 设备灵敏度的提高LIGO和VIRGO在运行期间定期进行升级,以提高其灵敏度。
例如,在2019年,LIGO完成了其二期升级项目,使得其灵敏度相较于初始运行期间提高了一倍以上,这意味着它能够检测到更小幅度的时空扰动。
2. 先进数据处理与分析算法为了解释从引力波信号中提取更多信息,科学家们开发了新的数据处理与分析算法,例如机器学习算法。
通过庞大的训练数据集,这些算法能够更好地从背景噪声中分辨出信号,有效提高信号提取的准确性。
中国引力波发展历程
中国引力波发展历程
引力波是由爱因斯坦的广义相对论所预言的,但直到2015年才被科学家们成功地探测到。
以下是中国引力波发展的历程:
2009年,中国国家天文台从瑞士购买了两台激光干涉引力波
探测机构,并开始在中国进行引力波探测实验。
2010年,中国国家天文台成立了引力波研究团队,开始研究
引力波的探测和数据分析方法。
2011年,中国科学家开始设计和建造中国的第一个引力波天
文观测台——“NGO-A”。
2014年,NGO-A天文观测台完成建设,并进行了一系列的测试和校准工作。
2015年,中国科学家参与到美国激光干涉引力波天文台(LIGO)的运行中,帮助进行引力波探测。
9月14日,LIGO探测到了人类历史上第一次直接证据的引力波。
2016年,中国科学院宣布计划在2020年前建成中国自己的引力波观测台,以提高对引力波的观测能力和研究水平。
2020年,中国引力波天文观测台“天琴计划”开始建设,预计
将在2025年前建成。
这将使中国成为继美国、欧洲和日本之后第四个拥有自己引力波探测能力的国家。
通过这些努力,中国走上了引力波研究的道路,并不断加强自己在该领域的实力和地位。
这为我们更好地理解宇宙和重大天体物理现象提供了重要的机会和挑战。
什么是引力波
什么是引力波引子在人类对宇宙的探索过程中,科学家们不断寻找新的方式来理解和解释宇宙的奥秘。
其中,引力波作为一种新的天文现象,引起了科学界的广泛关注。
本文将介绍什么是引力波、它的发现历程以及它对宇宙研究的重要意义。
什么是引力波引力波是由爱因斯坦广义相对论预言的一种物理现象,它是由质量加速或变动的物体所产生的扰动传播而成的。
简单来说,当两个巨大的物体(如黑洞或中子星)以极高的速度相互运动或碰撞时,它们会产生引力波。
这些引力波会像水面上的涟漪一样向外扩散,并在宇宙中传播。
引力波是一种与电磁波截然不同的波动形式。
电磁波是由电场和磁场交替变化而产生的,可以在真空中传播,而引力波则是由时空本身的弯曲和拉伸所引起的扰动,也可以在真空中传播。
引力波的传播速度与光速相同,都是以无法想象的速度传递信息。
引力波的发现历程对于引力波的存在,爱因斯坦在1916年首次提出了理论预言。
然而,在接下来的几十年中,科学家们一直没有找到直接证据来支持这个理论。
直到2015年9月14日,美国的LIGO(Laser Interferometer Gravitational‑Wave Observatory)探测器成功地探测到了来自两个黑洞合并的引力波信号,引发了全球范围内的轰动。
LIGO探测器是一个由两个位于不同地点的激光干涉仪组成的实验设备。
当引力波通过地球时,它会引起激光光束的微小变形,从而导致干涉仪输出的光强发生变化。
通过精密的测量和分析,LIGO团队最终成功地探测到了引力波的存在。
自此以后,LIGO团队陆续发现了多个引力波事件,包括黑洞合并和中子星合并等。
这些发现进一步证实了引力波的存在,并为宇宙研究提供了新的窗口。
引力波的重要意义引力波的发现对宇宙研究有着重要的意义。
首先,引力波提供了一种全新的探测手段,使我们能够窥探到宇宙中以往无法观测到的事件。
例如,通过观测黑洞合并事件,科学家们得以验证爱因斯坦的广义相对论,并对黑洞的性质和演化进行更深入的研究。
中国引力波发展历程
中国引力波发展历程中国引力波的发展历程可以追溯到20世纪50年代,当时中国开始对引力波进行研究。
然而,由于技术限制和其他种种原因,中国在引力波研究方面相对滞后。
直到20世纪90年代,中国科学家开始着手建设引力波探测器。
1995年,中国科学家提出了第一个引力波探测器的概念,并开始进行实验研究。
然而,由于技术和资金的限制,探测器的建设进展缓慢。
直到2007年,中国科学院在贵州省建设了一个大型引力波探测器的实验基地,开始了引力波观测的研究。
这个实验基地被称为“贵州引力波天文观测站”,是中国第一个专门用于引力波研究的实验基地。
在接下来的几年里,中国科学家通过与国际合作伙伴的合作,逐渐积累了在引力波领域的研究经验。
2016年,美国的激光干涉引力波天文台(LIGO)宣布首次成功探测到引力波,这也是人类历史上第一次直接观测到引力波。
这一突破性的成果也激发了全球范围内的引力波研究热潮。
中国科学家迅速行动起来,他们推动了中国引力波实验计划(TianQin项目)的建设。
TianQin项目是一个大型的太空引力波观测计划,旨在通过太空引力波探测器观测宇宙中的引力波。
该计划于2017年正式启动,预计在2035年左右开始进行实验观测。
除了太空引力波探测器,中国还参与了其他引力波探测器的建设和研究。
例如,中国科学院合肥物质科学研究院建设了一个大型光学引力波探测器的实验基地,并与澳大利亚、意大利等国的研究机构进行合作。
在国际上,中国科学家也积极参与引力波研究的合作项目。
中国科学院和中国科技大学分别是欧洲引力波天文台(EGO)和激光干涉引力波天文台(LIGO)的成员。
中国科学家还与南非共同合作建设引力波研究中心,推动引力波研究在非洲地区的发展。
总的来说,中国引力波的发展历程可以总结为几个关键节点。
从引力波研究的起步阶段到实验基地的建设,再到太空引力波观测计划的发起,中国科学家在引力波研究领域取得了重要进展。
同时,中国也积极参与国际合作,推动全球引力波研究的发展。
引力波探测技术的发展与应用
引力波探测技术的发展与应用自爱因斯坦提出引力波理论以来,人们对于探测引力波的技术一直充满期待。
随着科学技术的不断进步,引力波探测技术也得以迅速发展,并在多个领域实现了广泛的应用。
本文将重点讨论引力波探测技术的发展历程及其在科研和应用领域中的应用。
一、引力波探测技术的发展历程引力波探测技术的发展可以追溯到20世纪60年代。
当时,人们开始尝试通过观测引力波来验证爱因斯坦的广义相对论。
然而,由于引力波的微弱信号以及当时技术的限制,直到几十年后,引力波探测技术才取得真正的突破。
2002年,美国国家科学基金会成立了LIGO(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)项目,致力于开发高精度的引力波探测技术。
LIGO采用了激光干涉仪技术来探测引力波。
通过测量激光光束的相对位移,LIGO能够检测到引力波信号,并进行准确的测量。
2015年,LIGO首次成功探测到引力波信号。
这一重大的科学突破进一步证实了爱因斯坦的引力波理论,并为引力波探测技术的发展奠定了基础。
二、引力波探测技术的应用引力波探测技术的应用涉及多个研究领域,包括天体物理学、基础物理学和天文观测等。
下面将重点介绍引力波探测技术在这些领域的应用。
1. 天体物理学引力波探测技术在天体物理学领域起到了至关重要的作用。
通过探测引力波信号,科学家可以观测到宇宙中发生的引力波事件,例如黑洞合并和中子星碰撞等。
这些观测结果不仅为研究宇宙的演化提供了重要的线索,还可以验证各种宇宙模型的正确性。
2. 基础物理学引力波探测技术也在基础物理学领域发挥着重要作用。
通过准确测量引力波信号的性质,科学家可以对爱因斯坦的广义相对论进行验证,从而推动基础物理学的研究进展。
同时,引力波的探测也使得科学家能够研究引力波与量子力学之间的关联,进一步探索量子引力理论。
3. 天文观测引力波探测技术在天文观测中也具有重要意义。
通过引力波探测技术,科学家可以观测到无法通过传统方式观测到的天体现象。
重力波的探测成果
重力波的探测成果介绍重力波是爱因斯坦广义相对论预言的一种重要现象,它是由质量分布在空间中不均匀或者加速运动的物体所产生的。
重力波的探测和研究对于验证广义相对论、理解宇宙演化以及观测天体物理等方面具有重要意义。
本文将从重力波的发现历程、重力波探测的技术手段以及取得的科学成果等方面进行介绍。
发现历程爱因斯坦在1916年首次预言了重力波的存在,但直到一个世纪后的2015年,人类才首次成功探测到了来自黑洞并合事件的引力波信号。
这是由LIGO(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)和Virgo两个重力波探测机构共同完成的。
这一里程碑式的发现为广义相对论的验证和黑洞物理研究提供了强有力的证据,也开启了新一轮重力波研究的热潮。
探测技术重力波探测技术涉及到激光干涉仪、精密光学元件、高稳定性机械系统等多个领域的高端技术。
激光干涉仪利用多普勒效应来测量空间中传播的引力波对光束产生的微小扰动,而这些微小扰动对应着太空中正在发生的引力波现象。
通过多个干涉仪配合以及数据处理、分析等方面的技术手段,科学家们最终能够从背景噪音中准确地筛选出引力波信号,并还原出背后隐藏的物理事件。
科学成果自2015年首次探测到引力波以来,LIGO和Virgo等实验装置陆续发现了多次引力波信号,这些信号来自不同类型天体碰撞并合现象,如黑洞与黑洞、中子星与中子星甚至可能还包括了黑洞与中子星的并合事件。
这些探测成果一方面确认了广义相对论中关于引力波产生和传播的理论预言,另一方面也为天体物理学提供了大量新鲜数据,并带来了许多全新领域值得进一步研究和探索。
结语随着重力波探测技术的不断进步和完善,相信在未来会有更多罕见天文事件通过引力波信号被捕捉到,这将为我们打开全新天体物理学研究领域的大门,并有望在宇宙学和基础物理学领域带来更多新发现。
引力波的发现
引力波的发现引力波是由爱因斯坦的广义相对论预测并在2015年首次被探测到的一种天文现象。
这一重大的科学突破不仅证实了爱因斯坦的理论,也为天文学和物理学领域带来了巨大的影响。
本文将介绍引力波的发现过程以及其对科学研究的重要性。
第一节:引力波的预测广义相对论是爱因斯坦于1915年提出的一种描述引力的理论。
根据这一理论,引力是由物体在时空弯曲中产生的。
爱因斯坦预测,当物体加速运动或产生重力时,会产生引力波,这种波动能够传播到宇宙各个角落。
第二节:引力波的探测器为了探测引力波,科学家建造了一种特殊设备——激光干涉引力波观测器(LIGO)。
该探测器由两臂构成,每条臂长约为4公里。
当引力波经过地球时,它会使得两个臂的长度发生微小的变化,而探测器可以测量这种长度变化。
第三节:引力波的首次探测在2015年9月14日,LIGO探测器首次探测到引力波信号。
这一信号来自于两个质量较大的黑洞合并,产生出巨大的引力波。
这一发现震惊了整个科学界,并被认为是20世纪以来最重大的科学突破之一。
第四节:引力波的意义引力波的发现对天文学和物理学领域带来了巨大的意义。
首先,它证实了爱因斯坦的广义相对论,进一步验证了这一理论的准确性。
其次,引力波探测提供了一种全新的观测手段,使得科学家可以通过观测引力波来了解宇宙中发生的各种天体事件,例如黑洞合并和中子星碰撞等。
最后,引力波的研究还有望揭示更多关于宇宙起源和结构的秘密,为人类对宇宙的认知提供更多的线索。
第五节:未来的展望引力波的发现只是探索引力波物理学的开始。
未来,科学家们将继续改进引力波探测技术,提高探测的灵敏度,以便能够观测到更加微弱的信号。
同时,他们还将开展更多的引力波研究,以深入理解引力波的性质和产生机制。
结论引力波的发现标志着人类对宇宙的探索又迈出了重要的一步。
它不仅验证了爱因斯坦的理论,还开启了一个全新的研究领域。
随着技术的进步和研究的深入,引力波将为我们揭示更多宇宙的奥秘,推动科学的发展。
引力波探测器技术的发展历程与挑战
引力波探测器技术的发展历程与挑战引力波是一种由于强大的引力导致的物理现象,它的产生源于质量运动引起的扰动。
引力波一直是物理学家们的梦想,但是由于它的极为微弱和不稳定性,直到最近我们才得以探测这种波动。
引力波探测器技术是探测引力波最为重要的手段之一,它的发展历程一直是物理学家们所追求的方向。
本文将简要介绍引力波探测技术的发展过程以及所面临的挑战和未来的发展方向。
引力波探测器技术的发展历程1950年代,爱因斯坦提出了引力波的概念,但当时引力波还没有被发现。
直到1960年代,物理学家们发现了脉冲星这一天文现象,它通过探测脉冲星的自转周期,暗示了引力波的存在。
这一发现激起了物理学家们对引力波的探测兴趣。
20世纪70年代,物理学家约瑟夫·波尔斯(Joseph Weber)设计了第一台引力波探测器,这台探测器的灵敏度高达10-16。
可是,波尔斯实验组没有成功探测到引力波。
然而,这次实验促使物理学家开始了引力波探测器技术的研究,为未来引力波探测器的发展奠定了基础。
上世纪90年代,引力波探测器技术得到了大规模的发展。
全球各地的实验室相继提出了一系列巨型引力波探测器项目。
这些探测器分别运用不同的技术,设计不同的探测方式并在世界各地建造,如欧洲引力波探测器(Virgo)和美国双喜木引力波探测器(LIGO)等。
2002年,LIGO升级为高灵敏度引力波探测器,探测器末端安装了高功率激光和LIGO独特的反射反射干涉仪。
2015年9月14日,LIGO探测器成功捕捉到两个黑洞合并形成的引力波信号,并宣布引力波的发现,这也是人类首次探测的引力波。
引力波探测器技术的挑战引力波探测器技术的发展面临着许多挑战。
首先,引力波的信号极其弱,因此需要极高的灵敏度。
在高精度测量方案的筛选中,探测设备的测量噪声需要把握在一个非常小的范围内,才能对引力波的检测产生影响。
第二,探测器对环境噪声的影响也很大。
探测器必须在无噪声的环境中进行操作,不过这种环境十分难以实现。
引力波背景辐射划时代发现
引力波背景辐射划时代发现引力波背景辐射是科学史上的一次划时代发现,它为我们揭示了宇宙演化的全新面貌。
这一发现不仅在科学界引发了轰动,也让人类对宇宙的起源和演化有了更加深入的认识。
本文将以生动、全面、有指导意义的方式介绍引力波背景辐射的发现及其意义。
引力波背景辐射的发现可以追溯到2015年9月14日,那天,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)的科学家们首次探测到了来自地球700光年外两个黑洞合并的引力波信号。
这一发现震动了整个科学界,因为它证实了阿尔伯特·爱因斯坦于1915年提出的广义相对论中关于引力波存在的预言。
引力波是由强烈加速的物体在时空中产生的涟漪般的扰动,它传播的速度与光速相同。
而引力波背景辐射,则是源于宇宙大爆炸后,引力波多次相互叠加产生的微弱信号。
这些信号携带着宇宙早期的信息,是我们研究宇宙演化的重要窗口。
引力波背景辐射的发现为宇宙学提供了重要的证据和线索。
它向我们展示了宇宙在13.8亿年前的状态,揭示了宇宙初始的密度起伏、能量分布和宇宙学常数等重要参数。
通过对背景辐射的观测和分析,科学家们可以研究宇宙的起源、演化和结构形成,以及宇宙背后可能存在的奥秘。
引力波背景辐射的发现还启示着未来的科学研究方向。
科学家们已经意识到,通过进一步观测和探测引力波背景辐射,我们或许能够解答宇宙中黑暗能量和暗物质的性质和行为,甚至理解量子力学与引力理论的统一。
这不仅对物理学而言具有重大意义,也将对我们对宇宙本质的理解产生深远影响。
在引力波背景辐射的发现以后,科学家们已经启动了一系列的研究项目和观测实验,以进一步探测和理解宇宙的奥秘。
例如,欧洲空间局计划在2034年发射的太空任务LISA(激光干涉空间天文台)将会成为引力波背景辐射的理想观测平台。
总之,引力波背景辐射的发现是一次科学史上的伟大突破,它扩展了我们对宇宙的认知,同时也为未来的科学研究提供了新的方向和挑战。
我们应该继续支持和鼓励科学家们的努力,进一步推动引力波背景辐射的研究,探索宇宙的奥秘,为人类文明的进步做出更大的贡献。
引力波探测历程及宇宙重大事件解读
引力波探测历程及宇宙重大事件解读引力波是一种由质量引起的时空扰动,它们是爱因斯坦广义相对论的预测。
虽然在20世纪初就有物理学家开始研究引力波,但直到2015年,LIGO科学合作组织宣布成功探测到引力波,这一发现才震惊了整个科学界。
本文将介绍引力波的探测历程,并解读与之相关的宇宙重大事件。
引力波的探测一直是物理学家们的梦想,因为通过观测引力波,我们可以对宇宙中一些最神秘的现象进行研究。
然而,由于引力波的极小幅,直到近年来的科技进展,才使得精确探测引力波成为可能。
在2015年的春天,LIGO探测器首次成功探测到引力波。
这个历史性的时刻标志着对两个质量相对较小的黑洞合并事件的探测。
当时,LIGO探测器在全球范围内的两个站点分别探测到了黑洞合并事件,这意味着科学家们终于实现了引力波探测的突破。
随着技术的进步,引力波探测的领域也逐渐扩大。
2017年,LIGO 和Virgo合作组织宣布,他们成功探测到了两颗中子星合并的引力波信号。
通过这一发现,科学家们得以更深入地了解中子星合并事件,以及相关的宇宙重大事件。
中子星合并是宇宙中极为罕见的事件,是宇宙中最陡峭、最强烈的引力波源。
当两颗质量接近太阳质量的中子星合并时,它们会以接近光速的速度互相靠近,最终融合为一个超大质量中子星,释放出巨大的能量,形成引力波。
这种现象释放的能量甚至比整个可见宇宙中已知的恒星的全部能量还要多,因此这一事件具有极大的重要性。
通过观测中子星合并事件释放出的引力波,科学家们能够获取大量关于宇宙性质和演化的重要信息。
其中最为重要的是,中子星合并释放的引力波会传播到地球,并能被引力波探测器所探测到。
通过分析引力波信号的频率、强度和持续时间等参数,科学家们可以确定事件发生的位置、质量和对引力波的形成机制等进行详细研究。
此外,除了探测中子星合并事件,引力波还为科学家们提供了观测黑洞、暗物质和暗能量等与宇宙中其它未知之谜相关的线索。
引力波的探测甚至有助于理解宇宙的起源、演化以及可能存在的平行宇宙等深度问题。
引力波:宇宙的涟漪
引力波:宇宙的涟漪宇宙是一个神秘而广阔的存在,我们对它的了解仍然有限。
然而,科学家们通过不断的观测和研究,逐渐揭开了宇宙的面纱。
其中一个重要的发现就是引力波。
引力波是由爱因斯坦广义相对论预言的一种波动现象,它不仅证实了爱因斯坦的理论,也为我们提供了一种全新的观测宇宙的方式。
引力波的发现引力波最早由爱因斯坦在1916年提出,并在他的广义相对论中进行了详细描述。
然而,由于引力波的特殊性质,直到2015年才被科学家们首次直接探测到。
这一里程碑式的发现是由LIGO(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)实验团队完成的。
LIGO实验采用了一种精密的激光干涉仪技术来探测引力波。
当引力波通过地球时,它会导致空间的扭曲,从而使激光光束在干涉仪中产生干涉图样的变化。
通过对这些变化的观测和分析,科学家们成功地探测到了来自两个黑洞合并的引力波信号。
引力波的性质引力波是一种传播能量和动量的波动现象,它是由质量和能量分布不均匀引起的。
与电磁波不同,引力波不受电荷和电流的影响,因此它可以穿过宇宙中的任何物质。
引力波具有以下几个重要特性: 1. 引力波是一种横波,其振动方向垂直于传播方向。
2. 引力波传播速度等于光速,即299,792,458米/秒。
3. 引力波的频率和振幅随着源的运动而变化,这使得我们可以通过观测引力波来了解源的性质和演化过程。
引力波的来源引力波可以由多种天体事件产生,包括: - 两个黑洞或中子星的合并 - 恒星爆炸(超新星爆发) - 大质量天体旋转这些事件会导致空间的扭曲和震荡,从而产生引力波。
通过观测和分析引力波信号,我们可以了解这些天体事件的性质和演化过程,进而深入研究宇宙的起源和演化。
引力波的应用引力波的发现不仅仅是对爱因斯坦理论的一次重大验证,还为我们提供了一种全新的观测宇宙的方式。
引力波观测可以帮助我们解决以下几个重要问题: 1. 宇宙起源和演化:通过观测引力波,我们可以了解宇宙中黑洞、中子星等天体的形成和演化过程,从而揭示宇宙的起源和演化。
激光引力波天文学发现历史回顾
激光引力波天文学发现历史回顾天文学是一门古老而神秘的学科,人类对宇宙本质的探索从未停止。
在过去的一百多年里,我们通过不断的观测和研究,了解到了宇宙中的一些最基本的规律和现象。
而激光引力波的发现,给天文学领域带来了一次革命,不仅让我们对宇宙的认识更加深入,也为物理学开辟了新的研究领域。
激光引力波天文学的发现,可以追溯到20世纪初。
当时,爱因斯坦提出了广义相对论,并预测了宇宙中存在的引力波。
然而,这种引力波是如此微弱,以至于几乎不可能直接探测到。
直到1915年,德国物理学家阿尔伯特·爱因斯坦成功预测了引力波的存在,使之成为科学界的关注焦点。
在接下来的几十年里,科学家们通过各种方式试图探测引力波的存在,但都没有成功。
直到20世纪80年代末,美国的两个激光干涉引力波天文台(LIGO)建立起来,科学家们才有了新的希望。
LIGO的原理基于激光干涉技术,通过激光束在两条垂直的光路上来回反射,形成一个干涉图样。
当引力波经过时,它会扭曲空间,产生干涉图样的变化。
科学家们利用这种变化,最终成功地探测到了激光引力波的存在。
2015年9月14日,LIGO探测到了人类历史上第一个激光引力波信号。
这个信号被命名为GW150914,它是由两个质量约为30倍太阳质量的黑洞合并而成的。
这一发现揭开了黑洞合并事件的神秘面纱,验证了爱因斯坦的广义相对论,并为宇宙学开辟了新的研究方向。
爱因斯坦的广义相对论引起了科学界的广泛关注,并为宇宙学带来了深刻的变革。
通过研究激光引力波,我们可以更好地理解黑洞的形成和演化过程,以及宇宙中的引力场和弯曲空间。
这些研究不仅对天文学有重大意义,也对物理学的发展具有重要影响。
除了黑洞的合并事件,激光引力波的探测还揭示了其他宇宙现象的存在。
例如,激光引力波天文学家发现了一些脉冲星与中子星的合并事件,这些合并事件产生的引力波信号让我们更好地了解了这些奇特天体的性质。
此外,激光引力波天文学的发现还为研究暗物质和暗能量提供了新的方法。
引力波是谁发现的是什么来的
引力波是谁发现的是什么来的引力波是谁发现的是什么来的引力波是物理学界的一个重要知识理论,最早被提出的是在爱因斯坦的相对论中,但那也只是道出了引力波的存在,还没有得到实际的证明。
下面是店铺整理的引力波的发现者,希望对你有帮助。
引力波的发现者引力波的发现时间:在2016年2月11日,LIGO科学合作组织和Virgo合作团队宣布他们已经利用高级LIGO探测器,已经首次探测到了来自于双黑洞合并的引力波信号。
而就在昨天,2017年10月16日,全球多国科学家同步举行新闻发布会,宣布人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波,并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。
这张由美国国家科学基金会、美国“激光干涉引力波天文台”、索诺玛州立大学和A.Simonnet提供的效果图显示的是两个合并中的中子星。
仅仅在LIGO观测到引力波信号后的1.7秒,美国费米太空望远镜探测到名为GRB170817A的伽马射线暴。
“费米几乎在同一时间观测到伽马射线暴,让我们更加兴奋,也更有紧迫感。
”加州理工学院LIGO数据分析小组负责人艾伦·温斯坦教授回忆说。
LIGO和费米在遇到强信号时,会自动向天文界发送警报。
这是一场与时间的赛跑,世界范围内的望远镜后续观测随即启动。
大约11个小时后,位于智利的斯沃普望远镜率先观测到此次信号的光学对应物——位于一个叫NGC4993星系的双中子星系统。
基于AST3-2独立收集到的数据,科研人员还计算出,此次两颗致密中子星合并的过程共抛射出超过3000倍地球质量的物质,这些物质携带有巨大能量,抛射速度达到0.3倍光速。
引力波也被称为“时空的涟漪”。
1916年,爱因斯坦基于广义相对论预言,剧烈的天体活动会带动周围的时空一起波动,这就是引力波的由来。
此后百年间,科学界一直在寻找引力波的存在。
此前,人类已经发现4例由双黑洞合并产生的引力波。
引力波的基本介绍在物理学中,引力波是指时空弯曲中的涟漪,通过波的形式从辐射源向外传播,这种波以引力辐射的形式传输能量。
引力波的发现历程
引力波的发现历程班级:12级物理一班姓名:陈昊昱学号:1207020008摘要:引力波是根据爱因斯坦的广义相对论作出的奇特预言之一,现代引力波研究已成为天体物理学的一个重要前沿课题。
关键字:引力波(gravitational waves) 广义相对论电磁波一、引力波初期探索牛顿在数学,物理和天文学方面有着许多重要的贡献。
但是,他最为人知的贡献是发现了引力学定理。
爱因斯坦的许多理论,包括对引力波的预言,都是从牛顿引力学理论中得到灵感的。
其中一个最广为人知的故事,是描述有一天,牛顿正坐在一棵苹果树底下思考着宇宙。
突然一个苹果从天而降砸到了他的头上。
震惊中的牛顿马上意识到发生了什么事。
就在这一瞬间,他认识到了引力是怎样将物体拉向地球的。
这个故事可能是虚构的,但它却符合事实。
牛顿对自然的观察使他发现了引力定理。
他认识到那个将苹果拉向地球的力很可能与使月亮围绕地球转的力是一样的。
从而,他认为所有物体之间一定存在一种吸引的力,并称之为引力。
根据他的发现,牛顿注意到所有物体都互相吸引。
质量越大,引力越大,但随离开物体距离的增大而减小。
他称这就是引力定理。
在他的引力学理论中,牛顿结合了另外三位伟大的科学家哥白尼(1473-1543),开普勒(1571-1630),伽利略(1564-1642)的理论。
牛顿的理论解决了许多他那个时期的难题,包括潮汐产生的原因,地球和月亮的运动,以及彗星的轨道问题。
虽然牛顿的理论解释了什么是引力,但是,在随后的300年中,引力产生的原因仍然是个谜爱因斯坦认为是一种跟电磁波一样的波动,称为引力波。
引力波是时空曲率的扰动以行进波的形式向外传递。
引力辐射是另外一种称呼,指的是这些波从星体或星系中辐射出来的现象。
牛顿认为是一种即时超距作用,不需要传递的“信使”电荷被加速时会发出电磁辐射,同样有质量的物体被加速时就会发出引力辐射,这是广义相对论的一项重要预言。
二、引力波检测的开拓者爱因斯坦在把狭义相对论推广到广义相对论的研究过程中,他不但向世人说明引力是一种场,而且还发现了场方程,而场方程是联系引力物质的质量与时空“弯曲”的程度、性质之间的桥粱。
纳赫引力波
纳赫引力波纳赫引力波是一种由爱因斯坦广义相对论预言的天体物理现象,也是目前天文学领域的热门研究课题。
本文将介绍纳赫引力波的概念、发现历程、物理意义以及未来的研究前景。
引力波是爱因斯坦在1915年提出的广义相对论的重要预言之一。
它是由质量体在空间中运动引起的时空弯曲产生的扰动,类似于在水面上扔石头产生的涟漪。
纳赫引力波是指频率在纳赫(nanoHz)数量级的引力波,其波长远远大于地球半径。
纳赫引力波的发现可以追溯到2015年,当时LIGO和Virgo两个引力波探测器几乎同时探测到了来自两个黑洞合并的引力波信号。
这一发现不仅证实了爱因斯坦的理论,也标志着引力波研究进入了一个新的时代。
纳赫引力波的发现具有重大的科学意义。
首先,它提供了研究黑洞和中子星等致密天体的新手段。
由于纳赫引力波的波长较长,它对于大质量天体的探测更加敏感,因此可以揭示这些天体的性质和演化历史。
其次,纳赫引力波可以用来研究宇宙的起源和演化。
通过探测宇宙中的纳赫引力波,科学家们可以了解到宇宙的早期阶段,从而深入理解宇宙的起源和结构。
纳赫引力波的研究还有很大的发展潜力。
目前,科学家们正致力于建设更加灵敏的引力波探测器,以便更好地观测纳赫引力波。
未来,随着技术的进一步发展,我们有望观测到更多的纳赫引力波事件,从而更深入地探索宇宙的奥秘。
总的来说,纳赫引力波是一项具有重大科学意义的研究课题。
通过观测纳赫引力波,我们可以深入了解宇宙的起源和演化,揭示黑洞和中子星等致密天体的性质,甚至验证一些关于引力波传播速度和引力理论的假设。
未来,纳赫引力波的研究将继续向前发展,为我们揭示更多关于宇宙的秘密。
引力波的探索
引力波的探索引力波是爱因斯坦广义相对论的预言,即物质运动会导致时空的扭曲,而这种扭曲又会以波的形式传播出去。
引力波被认为是物质运动的唯一外在证据,其探索无疑对于人类的物理学研究有着重要的意义。
探测引力波的历程探索引力波的历程可谓是漫长而艰辛的,人们花费了数十年的时间才有所突破。
20世纪初,德国物理学家阿尔伯特·爱因斯坦创立了广义相对论,预言了引力波的存在,但是由于当时科技水平的限制,人们无法直接探测出引力波。
直到20世纪60年代,物理学家提出了探索引力波的方案——利用激光干涉仪。
激光干涉仪采用的是一组互相垂直的激光光束,当光束经过分束器后沿着不同的方向传播,在反射镜的作用下重新合并,形成干涉条纹。
而当引力波穿过干涉器的时候,会导致干涉条纹发生位移,从而间接探测出引力波的存在。
在20世纪80年代,美国物理学家Rainer Weiss、Kip Thorne和Barry Barish率领的LIGO实验组开始建造利用激光干涉仪进行引力波探测的物理实验站。
经过多年的努力,直到2015年,LIGO实验组终于宣布探测到了人类历史上第一次引力波信号,开启了引力波探测的新纪元。
引力波探测的意义引力波的探测无疑对于研究宇宙物理学和基础物理学有着重要的意义。
其一是可以帮助我们更好地理解时空结构,揭示物质相互作用、宇宙扩张和黑洞相对论效应等问题。
其二是可以通过引力波的探测,验证相对论理论的有效性,并寻找新的物理定律及理论。
同时,引力波探测还有可能为银河系的年表提供新的证据,更深入地了解宇宙演化的历程,并有助于了解宇宙中物质的分布与演化规律。
此外,引力波探测还可以帮助我们更好地理解黑洞的舞蹈,其中的合并是宇宙中唯一一种无源发生的引力波。
未来展望引力波探测的发展进程还比较短暂,未来依然需要更多的科学家、更高端的技术和更大的实验设备来支持它的发展。
目前,人们正在不断地优化实验结果,并寻找新的探测方法和更高精度、更灵敏的仪器。
简述你对引力波的理解和认识
引力波的理解与认识什么是引力波?引力波是由爱因斯坦的广义相对论所预测的一种自由传播的时空扰动,它可以被理解为时空的震动。
当宇宙中的某些重力系统发生变化时,就会产生引力波。
这些重力系统可以是星体的运动、超大质量黑洞的合并等。
引力波以无线电波的形式传播,它不会受到电磁波的干扰,因此可以提供我们独特而全新的宇宙观测手段。
引力波的发现历程爱因斯坦对引力波的预测在1916年,爱因斯坦提出了广义相对论理论,他认为引力是由于物体扭曲了周围的时空结构而产生的。
在他的理论中,引力是由于物体质量所造成的时空曲率。
在这个理论中,他还预测了引力波的存在,这是一种传输引力信息的扰动。
引力波的直接探测对引力波的直接探测要追溯到2015年,当时由美国两个实验室组成的激光干涉引力波天文台(LIGO)首次探测到引力波。
他们发现了两个黑洞合并产生的引力波信号,这是人类历史上第一次直接观测到引力波。
这一重大突破为引力波研究开辟了新的篇章。
引力波的验证与研究自从引力波的直接探测以来,科学家们通过观测到了多次引力波事件,并对其进行了验证和研究。
通过对引力波信号的分析,科学家们能够了解到产生引力波的天体的质量、角动量等信息,同时还能够验证广义相对论的预测。
引力波的重要意义验证广义相对论引力波的发现和观测验证了爱因斯坦的广义相对论理论。
广义相对论是一种描述引力的理论,通过引力波的观测,我们能够进一步验证这个理论的准确性,从而加深对引力和时空结构的理解。
开启新的观测手段引力波的探测是一种全新的宇宙观测手段,与传统的光学天文观测不同,引力波观测不会受到电磁波的干扰,因此能够提供更加全面和准确的宇宙信息。
通过引力波探测,我们可以了解到宇宙中更多的神秘天体和宇宙事件。
了解黑洞和中子星等天体引力波的探测不仅揭示了星系合并和黑洞的形成过程,还帮助我们了解黑洞和中子星等天体的性质。
通过观测引力波信号,我们能够测量天体的质量、自旋和距离等关键参数,从而推断出天体的物理特性。
钠赫兹引力波
钠赫兹引力波钠赫兹引力波是一种重要的物理现象,它在引力波研究领域扮演着重要的角色。
本文将介绍钠赫兹引力波的概念、发现历程以及其在科学研究中的应用。
引力波是由爱因斯坦广义相对论预言的一种波动现象,它是由质量和能量引起的时空弯曲所产生的。
钠赫兹引力波是一种特殊类型的引力波,其频率范围在1赫兹到10赫兹之间。
这种引力波的探测对于理解宇宙的演化、黑洞的性质以及星系的形成等方面具有重要意义。
钠赫兹引力波的发现可以追溯到2015年,当时由美国的LIGO实验室首次成功探测到了来自两个黑洞合并的引力波信号。
这一重大突破不仅证实了爱因斯坦的理论,也开启了引力波天文学的全新时代。
随后,欧洲的VIRGO实验室也成功地探测到了钠赫兹引力波的信号,进一步验证了这一现象的存在。
钠赫兹引力波的探测对于科学研究有着广泛的应用。
首先,它可以用来研究黑洞的性质。
通过观测引力波信号,科学家们可以了解黑洞的质量、自转速度以及它们之间的合并过程。
这对于理解宇宙中超大质量天体的形成和演化具有重要意义。
钠赫兹引力波的探测也可以用来研究星系的形成和演化。
当两个星系合并时,它们会释放出大量的引力波能量。
通过观测这些引力波信号,科学家们可以了解星系合并的频率、质量以及合并后形成的新星系的性质。
这对于研究宇宙的结构和演化过程非常重要。
钠赫兹引力波的探测还可以用来研究宇宙的起源和演化。
宇宙大爆炸理论认为,宇宙起源于一个巨大的爆炸事件。
这个理论预言了宇宙在起源时会释放出引力波。
通过探测这些引力波信号,科学家们可以验证宇宙大爆炸理论,并进一步了解宇宙的起源和演化过程。
钠赫兹引力波是一种重要的物理现象,它的发现和探测对于理解宇宙的演化、黑洞的性质以及星系的形成等方面具有重要意义。
随着技术的不断进步,我们相信在未来的研究中,钠赫兹引力波将继续发挥重要作用,为人类揭示更多关于宇宙的奥秘。
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引力波的发现历程班级:12级物理一班姓名:陈昊昱学号:1207020008摘要:引力波是根据爱因斯坦的广义相对论作出的奇特预言之一,现代引力波研究已成为天体物理学的一个重要前沿课题。
关键字:引力波(gravitational waves) 广义相对论电磁波一、引力波初期探索牛顿在数学,物理和天文学方面有着许多重要的贡献。
但是,他最为人知的贡献是发现了引力学定理。
爱因斯坦的许多理论,包括对引力波的预言,都是从牛顿引力学理论中得到灵感的。
其中一个最广为人知的故事,是描述有一天,牛顿正坐在一棵苹果树底下思考着宇宙。
突然一个苹果从天而降砸到了他的头上。
震惊中的牛顿马上意识到发生了什么事。
就在这一瞬间,他认识到了引力是怎样将物体拉向地球的。
这个故事可能是虚构的,但它却符合事实。
牛顿对自然的观察使他发现了引力定理。
他认识到那个将苹果拉向地球的力很可能与使月亮围绕地球转的力是一样的。
从而,他认为所有物体之间一定存在一种吸引的力,并称之为引力。
根据他的发现,牛顿注意到所有物体都互相吸引。
质量越大,引力越大,但随离开物体距离的增大而减小。
他称这就是引力定理。
在他的引力学理论中,牛顿结合了另外三位伟大的科学家哥白尼(1473-1543),开普勒(1571-1630),伽利略(1564-1642)的理论。
牛顿的理论解决了许多他那个时期的难题,包括潮汐产生的原因,地球和月亮的运动,以及彗星的轨道问题。
虽然牛顿的理论解释了什么是引力,但是,在随后的300年中,引力产生的原因仍然是个谜爱因斯坦认为是一种跟电磁波一样的波动,称为引力波。
引力波是时空曲率的扰动以行进波的形式向外传递。
引力辐射是另外一种称呼,指的是这些波从星体或星系中辐射出来的现象。
牛顿认为是一种即时超距作用,不需要传递的“信使”电荷被加速时会发出电磁辐射,同样有质量的物体被加速时就会发出引力辐射,这是广义相对论的一项重要预言。
二、引力波检测的开拓者爱因斯坦在把狭义相对论推广到广义相对论的研究过程中,他不但向世人说明引力是一种场,而且还发现了场方程,而场方程是联系引力物质的质量与时空“弯曲”的程度、性质之间的桥粱。
爱因斯坦认为,物质的分布及运动不仅决定其周商整阊的“弯曲”程度,同时还影响周围时间的流逝。
这个“弯曲”的空间和时间一起,反过来再决定其周围物质的运动。
物质间的万有引力作用就是通过上述过程来实现的,这当然不能在瞬间完成。
当某一物体作加速运动时,就会以有限的速度逐步影响周围的时空结构,若这种影响以波动方式向空问传播,从而逐点改变着原来已经弯曲的时空,进而影响周围物体的运动。
例如激发起其他物体作机械振动等,而那正是引力波的传播。
这就好似电荷发生运动变化,引起周围电磁场的变化而产生电磁波一样。
从理论上说,引力场方程一旦建立,立即就提出了这样一个问题,即已知电磁波是麦克斯韦方程组的解,那么引力波能否和电磁波相似地是爱因斯坦引力场方程的解呢?早在1916年,爱因斯坦对引力场方程取近似值后得到了波动解。
尔后在30年代,他和罗森曾在场方程中求得严格的柱面波解,于是人们在理论上才倾向于相信引力波存在。
引力场方程的波动解表明,时空的波动作为一个独立的实体,以光速在真空中传播。
爱因斯坦曾经提出具体的实验方法来检测射力波,但在许多年中没有人实施过,因为引力波实在是太微弱了。
科学家们自然想利用宇宙中的引力波源研究引力辐射。
人们知道,遥远的恒星、星系均受到引力作用,而且星球本身也是由于引力克服了巨大的热压力才合为一体的。
这些庞大质量的天体的运动,可以形成强烈的引力摄动,而摄动就以引力波的形式向外传播出去。
打个比喻吧,它们就像一些猛闯乱窜的摩托艇在水面上所激起一阵阵波涛的情形。
l960年,美国马里兰大学物理学教授韦伯博士,首次进行了探测宇宙中引力波的实验。
韦伯设计出一种天线来检测引力波,而且研究出精细的探测方法。
这种天线是一根长1.53米、直径0.66米、重达l.4吨的圆柱形铝棒,它悬挂在真空环境中,周围尽可能没有干扰性振动。
如果有引力波垂直扫过来时,就会激发铝棒振动。
这种振动虽然很微弱,但是可以通过该棒中间附加的压电应变转换器变换为电信号检测到。
实际上,这根棒是根据爱因斯坦曾提出的实验方法设计的,但是人们还是习惯于称之为韦伯杆。
为了确定铝棒的振动不是因为当地发生波动或是由车辆开过时发生震动而产生的,韦伯教授又在1000公里之外芝加哥附近的阿岗国家实验室,安装了一个类似的仪器。
他想,假如有一个引力波扫过整个太阳系的话,那么两台仪器都会同时发生同样的反应。
1969年6月16日,韦伯在《物理评论快报》上发表文章,宣布他和他的同事们探测到了一些可能是引力波的现象,因为在他们的两台仪器上,观察到了两个巧合的现象。
韦伯还声称发现了100个左右的符合脉冲。
除去引力波之外,韦伯仔细地研究了所有可能引起这些脉冲的因素,其中包括太阳耀斑、雷电、人为的无线电信号、电活动以及地震波。
但是他发现所有这些现象似乎和上述脉冲都无关系。
韦伯的报告引起了世界科学界的兴奋和关注,科学家们纷纷进行类似的实验。
譬如在美国纽约北部的罗彻斯特,在德国以及苏联,结果发现当年韦伯检测到的并不是引力波,因为有的实验的灵敏度超过韦伯的探测仪器,但都没有再发现类似的符合脉冲。
三、引力波的间接证据韦伯的初次实验后大约10年,即1978年,科学家在探索引力波的历史上开创了一个崭新的局面。
事情要从l974年说起,那一年,美国马塞诸萨大学的天文学家泰勒等人,使用波多黎各阿雷西博天文台的世界上最大的射电望远镜,在研究脉冲星的过程中,发现在双星里至少有一颗伴星是双星脉冲星。
取名为PSRl913十16的脉冲伴星,由具有1.4倍的太阳质量(仍然是中子星)或作为黑洞的伴星组成,绕着公共重心以约8小时的周期轨道运转。
虽然该双星系统的两颗星中仅有一颗是脉冲星,但经过对其轨道进行的研究表明,它的另一颗伴星也是中子星。
泰勒及其合作者测定了这颗脉冲星的信号到达地球的时间,从而以极高的精确度绘出了两颗中子星的轨道。
脉冲星在绕轨道运转时,因多普勒效应使脉冲发生异常,由此可以推算出其轨道周期。
从l974-1978年这段时期,泰勒等密切地注视,不断地观测这一对双星脉冲星。
为什么它们这么吸引人呢?因为它们具有这样的特性:信号脉冲周期很短,是双星系统的一员,运动速度高达光速的l/l000,轨道偏心率也很大,再加上相当强的引力场。
泰勒认为,如果一个天体靠近另一个很大质量的星体运转,产生引力波,运转轨道将会因所特有的能量损耗而渐渐变小,轨道周期也会缩短。
四、引力波的探测虽然科学家们一直在努力探寻宇宙中的引力波,但是,直到20世纪70年代,都还没有找到引力波存在的直接证据。
于是,只得退而求其次,找间接证据。
根据理论,相互绕转的双星脉冲星会发射引力波。
如果是这样,它们就会因发射引力波而损失能量,它们的轨道周期会因此而缩短。
于是,科学家便选定观测双星脉冲星的轨道周期变化,来间接证实它们是否发射引力波。
1974年,科学家们选定了天鹰座中距地球17000光年的一对双星脉冲星进行观测。
在那以后的12年中,测得它们的轨道周期以每年76毫秒的速度在减小。
这与根据爱因斯坦理论的计算结果精确地相符。
美国在路易斯安那州和华盛顿州建造了两台激光干涉仪引力波观测台,它们相距3000千米。
每个观测台上有一个L形真空管探测臂,长4千米,在管的两端和转弯处有反射镜,让激光束在镜面之间来回反射。
激光在弯处的镜面上通过干涉产生明暗条纹光带。
如果有引力波通过,由于时空畸变,会使相互垂直的探测臂一个伸长、一个缩短,光带因而发生变化。
相隔3000千米设两个观测台,是为了排除地球上地震、雷暴和火车行驶、飞机飞行等各种干扰因素,因为这些因素不可能在两地同时发生。
这个观测台2002年开始启用,能探测到10-18米的长度变化。
但迄今没有探测到引力波。
美、欧科学家计划在2012年发射航天器,利用太空的广阔距离对引力波进行探测。
其方案是,将3对探测器送入太空,让它们组成等边三角形,相邻两对探测器之间的距离为500万千米,它们在地球后面以20度的夹角一起绕太阳运行。
3对探测器之间用激光测量距离。
如果有引力波传来,它会挤压时空,使3对探测器之间的距离发生微小的变化。
灵敏的激光可测出一个原子直径大小的位移。
由于它们所占的地域比地球上的探测器大得多,因而可能探测到更多的引力波源;灵敏度也更高,或许能探测到宇宙大爆炸时产生的原始引力波。
总之,爱因斯坦于1916年曾预言,加速的质量可能有引力波存在,但他提出的引力波与坐标选取有关,在某一个参考系看来,引力波可能有能量,而换一个参考系可能就没有。
因此在初期,包括爱因斯坦本人在内的大多数人对引力波都持怀疑态度。
1956年,皮拉尼提出一个与坐标系选取无关的引力波定义;1957年,邦迪进而从理论上证明与坐标选取无关的平面引力波的存在。
1959年,邦迪、皮拉尼和罗宾森更进一步证明,静止物体在引力波脉冲作用下会产生运动,这就间接地证明引力波携带着能量,并可被探测到。
因为对引力波的探测不仅可以进一步验证广义相对论的正确性,而且将为人类展现出一幅全新的物质世界图景,茫茫宇宙,至个有物质,到处有引力辐射。
约100年前对电磁波的验证,使人类从此进入电子时代,取得了惊天动地的巨大成就,那么,让我们设想一下,要是有朝一日,引力波被完全确证,人类社会将会发生怎样深刻的变化呢?参考文献:[1] 胡乔木,中国大百科全书[M],.中国大百科全书出版社,1987,7,1版,2236[2] 郭世琮,捕捉引力波的网络[E],/200406/ca434041.htm 2004.6[3] 王娟,检验爱因斯坦预言 2008.1[4] 董长军,关于地球引力波物理机制的理论概述与验证 2006.7[5] 速度参考 /question/5539138.html 2005.8[6] 秦荣先,陈嘉言,引力波[J],广义相对论与引力波﹐1977,第1期,18[7] Tilage,引力波的探测 2007.4[8] Wm. Robert Johnston. , Attraction wave survey difficulty [J] , 国外科技动态, 2005,第2期,56-57[9] Bernard F. Schutz. Gravitational Wave Sources: An Overview. AIP Conference Proceedings. 2003, 686: 3. doi:10.1063/1.1629411.[10]T. Futamase and Y. Itoh. The Post-Newtonian Approximation for Relativistic Compact Binar ies. Living Reviews in Relativity. 2007.[11]T. Damour, P. Jaranowski and G. Schäfer. Dimensional regularization of the gravitational interaction of point masses. Physical Letters B. 2001, 513: 147-155.[12]L.Blanchet and G.Faye.General relativistic dynamics of compact binaries at the third pos t-Newtonian order.Physical Review D.2001,63:062005.doi:10.1103/PhysRevD.63.062005.[13]M. Sasaki. Analytic Black Hole Perturbation Approach. Journal of Astrophysics and Astron omy. 1999, 20: 282.[14]R.Arnowitt,S.Deser,and C.W.Misner,"The Dynamics of General Relativity" in L.Witten,Gravi tation:An Introduction to Current Research,227-265,(Wiley,New York,U.S.A., 1962).[15]J.Baker,B.Brügmann,M.Campanelli,C.O.Lousto and R. Takahashi. Plunge Waveforms from Inspi ralling Binary Black Holes.Physical Review Letters.2001,87:121103.doi:10.1103/PhysRev Lett.8 7.121103.。