引力波的速度是多少?


人們熟知的萬有引力的本質是什麼?牛頓認為是一種即時超距作用,不需要傳遞的「信使」。愛因斯坦則認為是一種跟電磁波一樣的波動,稱為引力波。

電荷被加速時會發出電磁輻射,同樣有質量的物體被加速時就會發出引力輻射,這是廣義相對論的一項重要預言.

1959年,美國馬里蘭大學教授韋伯發表了證實引力波存在的消息,這引起了世界物理學界一陣狂熱的激動。事情是這樣的,韋伯等人製造了6台引力波檢驗器,分別放在不同地點進行長期的檢波記載。結果發現在各台檢波器上都記錄到一種相同的、不規則的「擾動」,並證明它並不是由聲學振動、地震、電磁干擾或宇宙線干擾等引起的,因此,他們認為「不能排除這就是引力波」。

公式計算

由E=mc^2、E=nh(J)、F=am、λν=c、q=h(J)*ν得:F=aE/c^2=nh(J)a/c^2=nh(J)/(t*c)=E/c*t=nh(J)*ν/c=nh(J)/λ=E/λ。a=c^2/λ=ν*c。

由a=ν*c,將a替換為重力加速度g,再由g=ν*c,就可以計算出地球重力場引力波的頻率。即ν=g/c,地球表面重力場加速度g=9.80米/秒^2,光速c=299792458m/s,則ν=g/c=9.80/299792458=3.2*10^-8(1/s)。

而對應的引力波的波長則是λ=c/ν=299792458/3.2*10^-8=9.3685*10^15(m)。

愛因斯坦雖然在在其廣義相對論中預言了引力波的存在,但愛因斯坦在廣義相對論中提出的卻是物體加速運動時給宇宙時空帶來的擾動。

而拓變論發現新的事實,卻是引力波是引力場本身的屬性。事實上引力波無處不在,在整個宇宙範圍內到處都有到處都是,只是隨著引力場強度(正比於g)不同而不同。

引力波也不是什麼過去遺留下來的,而是引力場場強的另一種表現。

引力波的波長是如此之長,以及引力波的頻率是如此之低,正是引力場強度之弱真實證明。同時我們也可以指出為什麼至今還沒有探測到引力波的存在,是科學家把把其性質搞錯了,主攻方向也搞顛倒了,其波長不是如何的短,而是如此的長,因此他們才探測不到。其實引力波是可以隨時隨地就可以檢測到的,對應著此時此地的引力場強度或重力加速度,就可以探測到相應的引力波的波長和頻率。根據地球表面引力波的如此情況作為參照對比,就可以基本知道電磁場、強作用場和弱作用場的大致頻率和波長的數量級了。

目前人們已知的四種基本作用力的強度分別是,強力其相對強度定義為1,其次就是電磁力為10^-2,弱力為10^-13,引力為10^-38。這樣我們就可以依據地球表面的重力場強度的波長λ=9.3685*10^15(m)或頻率ν=3.2*10^-8(1/s),來大致確定其他三種基本作用力場強度的波長與頻率了。地球表面的重力場強度的波長λ=9.3685*10^15(m)與頻率ν=3.2*10^-8(1/s)。那麼強力場強度的波長λ=10^-22(m)與頻率ν=10^30(1/s),電磁力場強度的波長λ=10^-20(m)與頻率ν=10^28(1/s),弱力場強度的波長λ=10^-9(m)與頻率ν=10^17(1/s)。

由於宇宙空間場體的平均引力場強度要比地球表面的引力場強度低得多得多,所以這樣計算出來的數據就要高的多,只是相對的比較一下而已。


引力波的傳播速度與真空中的光速是一樣的,也是不變的。

引力波其實是一種曲率波,是時空曲率變化的傳遞。時空曲率決定於引力場。像地球有地球的引力場,月球有月球的引力場,其他行星也有其他行星的引力場,而太陽系中所有這些星球的引力場,又在太陽系的引力場中。對太陽系的引力場起主導作用的是太陽,因為太陽的質量相比其他星球來說太巨大了。也就是說,我們太陽系的時空結構,時空的基本曲率主要決定於太陽質量。然後每個星球在其各自的局部時空中,在此基礎上,又各自有自己的時空結構與曲率特徵。

時空曲率不是不變的,是因時因處而變化的。廣義相對論將行星繞太陽做橢圓運動也視為慣性運動,即所謂的沿「測地線」運動,即其實質相當於平直時空的勻速直線運動(絕對的勻速直線運動其實只存在於假想的但其實不存在的絕對參考系中,我們在地球上無論如何做精巧的實驗,所謂的「勻速直線」其實還是「測地線」)。

在牛頓力學裡,行星之所以繞日,是通過瞬時性的萬有引力的超距作用。但這種超距作用事實上是不存在的。也就是說:假如太陽突然消失,地球要8分鐘後(光傳播的時間)才會看不到太陽;也同樣是在8分鐘後,才會開始不繞日而「甩」出去,這是因為太陽突然消失所導致的太陽系引力場的變化以及時空曲率結構的變化,也即引力波,從太陽處開始需要8分鐘才會到達地球處。

類似道理,其實引力波是到處存在的,但一般物質運動引起的時空曲率變化實在是微乎其微,所以我們是檢測不到的。因此我們只能檢測宇宙中超級巨大的天文事件,如黑洞合併、中子星合併所引發的時空曲率變化傳遞,也即引力波所引發的效應,才有可能確實檢測到引力波的變化,也即時空曲率的變化。

也就是說:我們檢測到引力波時,相當於我們在那時檢測到我們的時空彎曲程度變了變,事物在那時的運行路徑,光所走的「測地線」此時變了一變了。

也可以簡單這麼認為:我們曾經所認為的瞬時超距的萬有引力作用,其實還是不能超越光速的限制。

從廣義相對論的這個觀點來看,我認為所謂的「引力子」的假設純屬多餘,絕對不可能在實驗中被檢測出來。

引力波的傳播本質上是不需要介質的,因為無非就是此引力場變化引起彼引力場變化的傳遞而已。而引力場的實質就是時空結構。所以,若非要問引力波的傳播介質,我以為:只能說是時空本身,不應是也不需要什麼「引力子」。


這個問題最好問發現引力波的人,他們應知道是什麼波,波速波長是多少。從這次探測結果證實引力波也不是什麼新鮮事,說是兩中子星碰撞產生時空漣漪,也證實空間不空,空間同樣可傳遞與轉移能量 ,也說明時空具有整體性,就象在室內開門,只要有空間量的位移,室內就具有相同的壓強,壓強使位移變化量移動於空間內形成空間壓力,事實上神乎其神的引力就是空間壓力,物質體如果發生了物質運動體的型態改變就會產生空間壓力也就是引力,如太陽對地球的引力,通過水變成蒸氣,地表溫度上升,粒孑半徑增大,植物的向光性等等,萬物生長靠太陽,靠的就是太陽使萬物發生了型態改變,實現引力形為,引力依然通過能量運動實現引力形為,其傳遞的波任然是能量波,其能量速度依然是光速。另一方面是太陽縮小產生空間位移負壓使行星體發生體態變化引起風爆地震同樣是能量作用下的引力形為,所以引力波可理解為就是能量波,只是不同波長而以,天文觀測站統一發布,也是出於不搞亂理論界,給相對論貼金並畫上句號,給與高大上的諾獎名號,主流界也真構用心良苦。當然是個人理解,不過我感肯定所謂探測到的引力波一定是能量波,不可能超越能量運動而獨立存在。所謂的中子星碰撞產生了引力波,實際上是因星系旋轉,將老一代兩粒恆星壓入了耦合軌道,將形成新恆星系中的新的行星,這一點可從波的長短得到證實。目前整個理論體系到了需要脫胎換骨的修正時期。(本文原創,個人理解,供參考)


謝邀。

我們知道萬有引力。而引力是什麼,引力從那裡來,引力靠什麼來傳達它的能量?這些問題科學家一直未能給我們一個合理的解釋,他們既是這方面的專家,享用著人們的尊敬,卻對引力這個常見的物理現象未給出明確的解釋,是很失敗的,在引力這個問題上,牛頓與愛因斯坦,應該給零分。

我們既然看見物質有互相吸引的事件,就必須找出它的理由。確定它的規律,讓引力為人類服務。那麼,引力是什麼呢?牛頓,愛氏回答說,是物質質量引起的。那麼引力憑什麼讓兩個沒有接觸的物體靠近呢?引力不是一條繩子,也不是一隻手,它是怎麼樣把另外一個物體拉到身邊的?牛頓很誠實,他真不知道原因,所以他回答說,引力是不用信使的郵件。也是說,引力不用接觸。愛氏呢?他一定要比牛頓聰明,耍了個花招說。是一個較重的物體質量壓彎了空間,使空間形成斜坡,因為勢差,坡頂較小的球體就會滾落。牛頓一聽呆了,空間也能壓彎?是的,愛氏詭辯說,不是斜坡那麼明顯,是波,象水波,有曲率,我可以做個方程計算的。我們可以叫他做引力波。牛頓是個實在人,他站在地球上以地球的思維去想問題,他肯定干不過愛氏。其實,只要牛頓站在太空上思考問題,愛氏的假釋就不攻而破。我們可以想像,在太空中如果有一個斜坡,坡上放一個球,它會滾落斜坡嗎?顯然是不行的。為什麼?那是太空中沒有吸引力!所以,如果兩個物質之間沒有吸引力,你什麼斜坡,引力波都不會靠近。愛氏的引力波只是個傳說,假說,並沒有解析到引力是怎麼樣無須實體接觸讓兩個物體靠近的問題。牛頓也沒有是零分,但品德分100.而愛氏全零分。因為,他在詭辯。

那麼,你,一個噴子,你能說出引力是什麼嗎?你又能說出引力為什麼能讓物體無須接觸靠近嗎?

先贊再回答。

對了。引力波的速度是多少?先回答下,所謂引力波是個假設。不存在。所以愛氏的引力波沒有速度。之於目前測出的引力波是巨形天體暴炸,碰撞引起的震蕩波。它是光速傳播。

點贊再續。


引力波的觀測效應很微弱,因此探測到它十分困難。在理論提出的100年後,人們不久前利用升級版的大型激光干涉儀LIGO終於探測到了首個引力波信號GW150914,一個雙黑洞併合系統,輻射的引力波能量對應為3個太陽質量。

然而,原則上人們至少還需要從實驗上證實兩件事來完全驗證廣義相對論:引力波的極化和速度。當然,地面實驗室還遠沒有這樣的能力來像光波一樣研究引力波的性質。我們只能依靠天文觀測在宇宙尺度上討論問題。

就引力波速度而言,一般傳統方法是通過和光波對比來確定其速度是否為光速。具體地,遙遠的引力波源(如雙中子星系統,中子星-黑洞系統等)可能會有電磁對應體(如kilonova/mergernova,短伽瑪暴,快速射電暴等),即引力波事件和電磁波事件在同一地點發生。這兩個事件傳播到地面被人們觀測到,由於它們在宇宙中經歷的路徑是一樣的,如果兩者的傳播速度一樣,人們應該可以同時測到它們的信號。任何信號的時間差的存在都表明引力波不是按照光速傳播。

這種方法的思想原則上沒有什麼問題,但在實際天體物理過程中,引力波事件和電磁波事件不一定是準確地同時發生,即存在一個不確定的固有時間差。由於這個固有時間差的存在,在地球上測得的兩者信號時間差就不能歸因於兩者傳播速度的不一致。因此,這種方法存在一個測量準確度的極限。

1929年,美國天文學家埃德溫·哈勃發現星系退行速度與它和地球的距離成正比,哈勃常數即為退行速度與距離的比值。該常數常被用來推算遙遠天體距離和宇宙年齡。目前主要通過觀測Ia型超新星及宇宙微波背景來測量其數值。但兩種方法得到的哈勃常數存在明顯矛盾。

科學家認為,雙星系統引力波可用來測量哈勃常數,但測量誤差較大。利用最新探測到的引力波GW170817及其電磁對應體,科學家進行了這項嘗試,誤差為15%左右。

武漢大學研究團隊提出的新方法,利用了引力波及其電磁對應體被前景星系透鏡化的現象,可將哈勃常數的測量誤差縮小到0.68%。

引力透鏡效應,是指電磁波或引力波在大質量天體附近經過時,會像通過透鏡時一樣發生偏轉,從而在觀測者眼中形成多個像。論文作者之一、湖北第二師範學院副教授范錫龍表示,通過測量引力波不同像到達觀測者的時間延遲,可精確測得其距離。結合引力波電磁對應體提供的紅移信息,可推算出哈勃常數。

「十個被透鏡化的引力波和電磁對應體系統可將哈勃常數精度控制在0.68%」,論文第一作者、武漢理工大學副教授廖愷29日接受科技日報記者採訪時表示,詹姆斯·韋伯望遠鏡也將對哈勃常數展開測量,預計誤差為2%左右。「這已是在電磁波窗口測量哈勃常數的精度極限。」


所謂探測到引力波純粹是天體物理界利用相對論在故弄玄虛。我們知道萬物之間都存在萬有引力的引力作用,萬有引力在宇宙空間就像無數的絲線編織的天體之間存在的千絲萬縷的聯繫。然而越是遙遠的天體之間的引力作用越是微弱到可以忽略的程度。所以遙遠的天體的引力波動對於我們來說基本上是沒有什麼影響的。那為什麼說現在能夠探測到引力波?通過幾次探測到引力波的報導我們不難知道,都是巨大質量的天體發生碰撞合併發出的碰撞波、合併波(暫且這樣定義這個概念,因為它就相當於爆炸形成的波動)探測到的根本不是引力波動。任何物體對其它外部物體的引力作用是持續的隨著運動是變化的,所以運動的物體就會產生引力的波動,而對於加速運動的物體引力波動會表現的更加強烈,如果是黑洞或者是中子星碰撞合併之前的加速運動過程中我們能夠探測到引力波動才是真正的引力波,然而事實不是這樣。當然這還得看相對論是如何定義引力波的,因為相對論把物質之間的萬有引力解釋成大質量物質引起了時空彎曲形成的效果,那麼相對論的引力波就應該是彎曲的時空發生了劇烈扭動形成的引力波或者應該叫做時空扭動波。但不管是引力波還是時空扭動波都不應該是碰撞合併才能形成,因為碰撞合併形成的爆炸形式的動能,無論如何都不能解釋成是引力波動引起的效果,這個概念應該明確不能亂用。


謝謝!

引力波的速度不是恆定的,它取決於引力的大小去決定其波動速度的快慢。引力波無論速度、波圈大小、波力振幅大小,都是可變的。

所謂的黑洞(太空水)的旋轉速度和洞圈的大小,都是由引力操控的。這就類似江河中的水旋渦一樣,水流的速度和水的相互撞擊,決定了水旋渦的渦圈的大小和旋力的大小。

湖面上的風力大的時候,其水波的波速就快,反之則慢;當海日面上完全沒有風的時候,湖面上就??會出現水波。

使用一個十斤重和一個五斤重的磁鐵,去吸引一兩重的可吸物,但距離相等的情況下,十斤重的磁鐵也許眨眼間就把那物吸了過來,而五斤重的磁鐵也許無法引動那物。

宇宙中每個星球的自轉速度不完金一樣,是引力大小的不同導致的;星球的自轉姿勢的不同,是引力的向性不同導致的。

宇宙中的磁的吸力跟斥力所產生出來的物質波的速度不是恆定的,物質波的波圈形式是可變的。


此類問題前二天我己回答過了,今你又提出相同的問題,那就再講一遍:引力波速度在三維空間傳播的速度是不變的.即等於光速.因其能量傳遞法則遵守E=MC^2法則.但引力波在四維~十維空間里傳播的速度就全都不同了.故嚴格地講引力波的速度是個變數,有超光速,光速,亞光速等等.這要看供給引力波傳遞能量的通道是開啟哪維時空給它傳遞的意思.而引力波的品種又有好多種,不可能僅有一種引力波.所以這問題深入後還是很複雜的,還不是屬於當今人類科學家們有能力明白的事.


電磁波,至所以是波,原因就在於它的輻射源頭是波動輻射的。

引力是極性的靜態輻射場,就如磁鐵的靜態輻射場一樣,源頭沒有波動就不會產生波。但星球的引力源如果有變化波動會引起引力場的變化波動。但必須明確,這種波動是隨著引力源的變化而波動的。這就是說,引力是沒有固定頻率和波長的。所以象解釋電磁波一樣去解釋引力的頻率和波長是不符合實際的,即使寫出高深的數學公式也是沒用的。

至於引力的速度,因為引力是靜態輻射,其輻射源與輻射場的關係就如樹的根桿與枝稍的關係,任何對根桿的移動其枝稍都是同步運動的。

其次是引力輻射場的範圍。這方面拿樹木比較也很合適。即使再大的樹木,其樹冠也是屬於個體的。如果引力輻射能夠傳遍整個宇宙,就好象全世界的樹木都有自己的根,樹冠卻是連成整體一樣不可思議。打個通俗的比喻:引力輻射如同生命個體攝取物質的私利慾、如同一個國家的主權或稅收行使範圍,其權力不可以超越個體管轄範圍。電磁波則如一個國家生產的勞動產品,可以流通於全世界,其利益回籠就是坎性輻射所表現的凝聚力,與出售商品回籠貨幣性質也是完全相同。這雖然是一個比喻,但卻完全屬於相同模式。引力與坎性凝聚力的不同之處就在於:引力是單向的攝取,坎性凝聚力則是則如同出售商品後的貨幣所得,是平衡離性斥力的道德平衡方式。註:坎離作用力參看本人以前答題。

目前引力波探索的關鍵是要找到黑洞合併、中子星合併更加確切的證據。


引力波其實就是空間中若有物質劇烈相碰(如兩個黑洞或兩個中子星)或單個物體(如恆星)坍縮爆炸後能夠產生釋放出巨大的能量從而攪動了時空產生出了時空漣漪,我們稱這種漣漪是引力波,它說明空間並不是空曠什麼都沒有的,否則就沒有漣漪的產生。引力波的速度是根據釋天體相撞後或恆星坍縮爆炸後放能量的大小決定的,有接近光速的引力波,也有普通速度的引力波,比如地球在自轉和圍繞太陽公轉時也會攪動時空讓時空產生出引力波,只不過這種引力波非常非常小以至於我們很難檢測到。


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