什么是引力波?什么是LIGO?这个发现到底有多重要?这段视频通俗易懂的给你讲一遍,一定要看!
进入黑洞就意味着连光都没法逃逸出来,但在《星际穿越》中,身在黑洞之中的男主角通过引力波穿越时间和空间的维度给女儿传递了摩斯电码。如今,这种现象终于被证实存在。
“我们检测了引力波。我们做到了!”
美国东部时间2016年2月11日10点30分(北京时间23点30分),美国激光干涉引力波天文台(LIGO)执行主任大卫•瑞兹宣布,科学家们寻找引力波的努力终于收获成果,这距离1916年爱因斯坦预言引力波存在刚好一百年。
科学界公认,探测引力波是难度最大的前沿科技之一,也是一项意义极其重大的物理学基础研究。作为爱因斯坦广义相对论中最重要但也一直未被证实的预言,引力波是物理学王冠上最耀眼的一颗明珠,一旦探测成功,将是人类认知史上具有里程碑意义的科学发现。
爱因斯坦再次 “封神”,引力波是加速中的质量在时空中所产生的波动,也被比喻为时空 “涟漪”。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,其作用形式就是引力波。
说人话!
引力波其实没啥,就是一阵能量,宇宙是一片海洋,无论在哪发生点啥事,都会一波一波传出去,比如这次的引力波,就是在遥远的天边,两个胖子星球合体,咣一声撞出来的能量,吭哧吭哧散发到宇宙中。
这股能量跑了好多亿年,终于来到了地球,于是你的时间和空间发生畸变抖动,具体表现是,你忽胖忽瘦,忽快忽慢。
想象一个果冻,放在桌上,然后在旁边猛拍桌子,你就是这个果冻。
当然了,这个效应太弱,你是感受不到的。
大船下水,通过波浪影响到小船这里海浪的作用就像引力波一样
当一条大船随着海浪在海洋里起伏航行的时候,漂浮在它周围的小一些的物体,像是救生艇啊、水瓶子啊,也会跟着起起伏伏,对不对?
宇宙空间就好像是大海,而所有的行星、恒星和星系就好比漂浮在大海中的船只和各种物体。
尽管我们无法感觉到,宇宙里也有“波浪”,使得地球微微摆动。这些波浪是由“引力”引起的。
一个两球体系统形成的引力波示意图
你可以把引力想像成磁铁上的磁力,宇宙里所有的物体都有这种“磁力”。物体越大,磁力就越强。
太阳非常非常大——大到足够能吸引住地球,地球则吸引了月球。因为引力的存在,这些星球全都互相吸引。
星球们都想要相互靠近,并且拥抱在一起,但是它们不能,于是,它们就掀起一些“波浪”。
对我们来说,测量这些波浪非常困难,直到最近,两颗濒临死亡的星星,在它们生命的最后时刻,掀起了巨大的波浪,这样,我们才终于能发现它们。
保龄球和蹦床
Brian Lantz 斯坦福大学高级研究科学家
如果你把两个保龄球放在一个蹦床上,每个保龄球下面的那部分蹦床都会弯曲下沉。随后,保龄球会开始一圈圈地旋转,向对方靠拢,并且落到彼此的凹痕中去。
沉重的保龄球拉伸了蹦床(所以它们才会压出凹坑来),而在宇宙空间中,黑洞用同样的方式拉伸着宇宙。
上面的这个视频是2007年添加了艺术效果制作的概念图,它演示了两个白矮星,互相吸引靠近,时速超过百万英里,他们的轨道越来越接近,最终这个双星系统需要通过引力波释放出越来越多的能量,他们合成了一起并发生了爆炸,亮度远超之前。
好了,现在想像一下,当两个保龄球撞到一起的时候,它们发生了大爆炸——很大很有力的爆炸。
这个爆炸就是我们刚刚发现的事情,而且我们还能测量它的强度了呢。
玩具狗落地
Daniel Holz 芝加哥大学物理学家
当你把玩具狗抛起来时,它会落在地板上,这是因为地球的吸引力在把它向下拉。
你看不见地球引力,也摸不到地球引力,但是它就在那儿。
在遥远的宇宙,黑洞拥有的吸引力比地球要大得多。这种引力很强,就算是光线——比如从你手电筒里射出的光——也会被黑洞的引力吸过去,并且,它根本逃不出来。
黑洞的巨大引力扭曲了光路
黑洞在宇宙空间里到处移动。当它们相互碰撞的时候,会释放出巨大的“波”,用来通知宇宙——碰撞刚刚发生了。
100年前,有个非常聪明的家伙爱因斯坦),他预言说引力波经常会被释放出来。但我们并不确定他说的是不是真的,直到我们造出了一个机器——它的功能就像一只巨大的耳朵——这样,我们就可以“听见”引力波了。
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原文标题:图解引力波:就是这么个东西
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