什么是引力波
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什么是引力波?
爱因斯坦在1916年提出广义相对论,认为引力是由于质量所引发的时空扭曲所造成,任何有质量的物体加速运动都会对周围的时空产生影响,其作用的形式就是引力波。
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什么是引力波?
在物理学上,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,如同石头丢进水里产生的波纹一样,引力波被视为宇宙中的“时空涟漪”。通常引力波的产生非常困难,地球围绕太阳以每秒30千米的速度前进,发出的引力波功率仅为200瓦,还不如家用电饭煲功率大。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,但能产生这种较强引力波的波源距离地球都十分遥远,传播到地球时变得非常微弱。
引力波探测的意义?
引力波天文学将是继传统电磁波天文学、宇宙线天文学和中微子天文学之后,人类认识宇宙的全新窗口,必将引发一场天文学的革命。
引力波探测除了能够检验广义相对论之外,还有助于证明其它版本的引力理论正确与否,还将推动引力量子化的研究,最终把引力融入其它三种基本相互作用,完成爱因斯坦的伟大梦想。
引力波像其它的波一样,携带着能量和信息。电磁波(宇宙背景微波辐射)只能让我们看到大爆炸38万年之后的景象,而引力波能够让我们回望宇宙大爆炸最初瞬间,检验宇宙大爆炸理论的正确与否。
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引力波是一种时空涟漪,如同石头被丢进水里产生的波纹一样。黑洞、中子星等天体在碰撞过程中有可能产生引力波。100年前,爱因斯坦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、水星近日点进动以及引力红移效应都已获证实,唯有引力波一直徘徊在科学家的“视线”之外。
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万有引力和引力波有关系吗?解释哈
万有引力是由引力波引起的。爱因思坦在广义相对论中首先提出了引力波的概念,但引力波的发展确是在超弦理论提出后。之后的雷管鸡的熵引力论提出了引力波的许多新性质,其中的熵引力锥(就是雷管鸡锥)已被大量实验证明。熵引力论指出了引力波和电磁波的对称性(这就是为什么引力波以光速传播但并不能认为是电磁波的原因),但并未统一电磁力和引力,这还需要我们不断地努力。引力波造成的时间减慢的现象则解释了牛顿理论中的加速度。尽管时候减慢的效应非常小,但足以产生我们称为重力和向心力的加速度(注:这是广义相对论的结论)
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引力波的发现颠覆了万有引力定律吗?
引力波也称重力波,引力波是爱因斯坦(1879年-1955年)广义相对论所预言的一种以光速传播的时空波动,是时空曲率的扰动以行进波的形式向外传递的一种方式。如同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。
引力波与流体力学中的重力波很相似,当液体表面或内部液团由于密度差异离开原来位置,在重力(gravity force)和浮力(buoyancy force)的综合作用下,液团会处于上下振动以达到平衡的状态。即产生波动。引力波则是由于空间质量和速度的变化导致空间产生的波动。LIGO在2016年2月11日宣布“探测到引力波的存在”。
引力波的发现意义重大,从科学意义上看,引力波可以直接与宇宙大爆炸连接。广义相对论中预言的引力波也可以产生于宇宙大爆炸中,这就是说大爆炸之初的引力波在137亿年后的今天仍然可以探测到。一旦发现了宇宙大爆炸时期的引力波,就可以揭开宇宙的各种谜团,甚至了解宇宙的开端和运行机制。
万有引力定律(1643-1727年)是对在当时没法解释的,由时空凹陷引起的现象的规律的论述。引力波是有质量的物体在做加速度运动时引起的"时空涟漪"
广义相对论中对之前没办法给出科学解释的万有引力的这种现象给出一个解释
引力波的发现证实了上述的解释是正确的。
广义相对论解释了“为什么会有万有引力”。引力波的发现证实了广义相对论的假说。
牛顿的万有引力定律只是阐述了:由时空扭曲引起的(停顿)看起来像是两个物体相互吸引的这种现象的固定规律。而缺乏对这现象根本原因的了解。
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空间可以被扭曲,因为有质量物体的存在。那超大质量物体,可以把空间扭曲到什么程度?黑洞这种理论预言存在的天体,可以把空间扭曲成一个“无底洞”,任何东西只要“掉进去”就再也出不来。如果两个黑洞,互相旋转,持续不断扭曲周围的时空,就可以引发时空震荡。而时空震荡,就是新闻里说的引力波。
一句话解释,引力是空间“被掰弯”的程度,数学定义叫曲率,而弯曲的程度受物质质量的影响,两个超大质量的物体互相旋转,周围被弯曲的空间就会发生持续的拉伸和收缩震荡。今天刷屏的新闻,就是这种震荡传到地球,正好被精密的LIGO装置探测到。