引力波有什麼用?能幹什麼
誰能告訴我這個文盲,引力波能用來幹什麼?具體有什麼用,謝謝。雖然沒有知識,但還有些想像力。
從科學的角度對引力波給一個通俗的介紹,希望對大家有所裨益:
首先,由愛因斯坦的廣義相對論指出並被科學觀測所證實,引力會引起時空彎曲,時空的彎曲結構取決於物質的能量密度、動量密度在時空中的分布,而時空的彎曲結構又反過來決定物體的運動軌道。簡單地說,地球太陽等等這些大質量的物體都會極大地彎曲空間,空間彎曲的結果就包括,月球成為地球的衛星繞地球運動,地球成為太陽的行星繞太陽運動。中心物體的質量越大,引力就越大,對空間的彎曲就越厲害。
如下圖,可以把網格想像成空間,就可以簡單了解地球對於周圍空間的彎曲。
引力波,則是時空彎曲中的漣漪,通過波的形式從輻射源向外傳播,這種波以引力輻射的形式傳輸能量。1916年,愛因斯坦在他的廣義相對論中預言了引力波的存在。愛因斯坦的數學表明,大質量的加速運動的物體 (如繞著彼此運行的中子星和黑洞)將會破壞時空的結構,使得扭曲的空間的「波浪」從源頭向外輻射。並且,這種漣漪將以光速穿過宇宙,攜帶著輻射源的信息,同時也帶走了輻射源的部分能量,以及有關引力本身性質的極其重要的線索。
你可以想像一顆石子投入湖中產生的波紋,引力波就是空間的波紋,只不過我們看不見而已。
上圖模擬的是雙黑洞系統產生的引力波。由於引力波會帶走軌道能量,最終兩個黑洞會發生碰撞成為一個黑洞,當最後形成的黑洞處於穩定狀態時,就不再產生引力波。
到目前為止,人類對於時空的彎曲還不甚了解,幾乎沒有多少相關的實驗和觀測數據,就好像只見過風平浪靜的海面的人,很難了解狂風暴雨時波浪滔天的大海一樣。人們幾乎不知道多少有關劇烈的時空變化的情況,其中的空間位形和時間流逝的速率就更無法想像了。而引力波源自空間的彎曲,因而它是探測宇宙彎曲的理想工具。
宇宙中最強的引力波是由災變事件 (catastrophic events)產生的,例如黑洞碰撞、超新星爆發、中子星或白矮星的聚結等。
看過電影 《星際穿越》的朋友或許會知道基普 索恩 (Kip Thorne),他是這部電影唯一的科學顧問,師從著名的物理學家約翰 惠勒,Thorne致力於宇宙時空彎曲的研究,並和其他科學家一起創建了著名的LIGO (The Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory,激光干涉引力波天文台),尋找來自遙遠宇宙的空間波動。終於在2015年9月14日,LIGO第一次在物理上感知到時空本身的扭曲,LIGO當天探測到的引力波來自於13億光年之外兩個黑洞的強烈碰撞。
實際上,任何有質量的物體在加速運動時都會產生引力波,比如奔跑的人、行駛的汽車和飛機,都可以產生引力波。只不過,由我們產生的這些引力波實在是太微弱了,以至於無法探測到。
根據LIGO目前的精確程度,它可以探測到的引力波將是由宇宙中最為震撼的天文事件所產生的,例如黑洞間的碰撞、恆星爆炸、甚至是宇宙的誕生 (1975年,俄羅斯天文學家Leonid Grishchuk曾預言,宇宙大爆炸會產生大量引力波,來自大爆炸的引力量子漲落會被宇宙初始的膨脹顯著的放大,在經過放大後,就形成了原初引力波,如果這些引力波能夠被發現,就可以幫助人類一瞥宇宙誕生時的情形)。探測和分析由引力波所攜帶的信息,將會使人類用一種前所未有的方式觀察宇宙,它將打開探索宇宙的一扇新的大門,使我們對宇宙的災變事件進行更深入的了解,並將人類引進物理學、天文學、天文物理學最前沿的研究領域。
長期以來,科學家們都主要依賴於對電磁輻射 (例如可見光、X射線、無線電波、微波等)的觀測來學習和了解宇宙中的事物和現象。引力波並不是電磁輻射,它是完全不同的現象,它攜帶了電磁輻射所不能攜帶的有關宇宙的事物和天文事件的信息。例如,黑洞的碰撞,幾乎不會發出或者只會產生很少的電磁輻射,但是,由黑洞的碰撞產生的引力波卻使它們就像黑暗宇宙之海中的信號燈一樣閃閃「發光」。此外,由於引力波與物質的相互作用非常弱 (不像電磁輻射),它們在宇宙中的穿行幾乎暢通無阻,使我們能夠清楚地看到引力波宇宙。引力波所攜帶的有關它們的輻射源的信息,不會像電磁輻射穿過星際空間時遭受種種變形或改變。通過這種全新的探測天體物理物體和現象的方法,引力波將真正在宇宙探測上開啟一個新窗口,大大增加我們對宇宙本質的理解和對時空本身的了解。這大概就是目前人類探測引力波的作用和意義吧。引力波通訊,全宇宙廣播無損耗
知識有限,還望見諒。支持了廣義相對論,證明了廣義相對論中對引力波的預言;引力波可以跨域不同維度,實現高維與低維間的交流,跨維度通訊;為天文觀測提供提供了另一個途徑,也許以後的天文望遠鏡會有變化;遠距離信息傳播,不受電子干擾,太陽系和其他有生命星系之間的交流
引力波的發現,證明了愛因斯坦的理論是正確的
另外,
引力波的發現,解釋了
為什麼 朋友們按「下右+拳」,可以讓阿龍產生波動拳這一奧秘?
發現引力波意味著什麼?意味著超時空旅行成為可能,也解釋了許多官方不願意承認的不明飛行物和外星人的現象,其實它們只不過是來自不同時間和空間的生命體,而我們生活的這個緯度對人類而言時間是一個向前的軸線,但其他時空不是。
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