什么是引力波?什么是LIGO?這個(gè)發(fā)現(xiàn)到底有多重要?這段視頻通俗易懂的給你講一遍,一定要看!
進(jìn)入黑洞就意味著連光都沒法逃逸出來,但在《星際穿越》中,身在黑洞之中的男主角通過引力波穿越時(shí)間和空間的維度給女兒傳遞了摩斯電碼。如今,這種現(xiàn)象終于被證實(shí)存在。
“我們檢測(cè)了引力波。我們做到了!”
美國(guó)東部時(shí)間2016年2月11日10點(diǎn)30分(北京時(shí)間23點(diǎn)30分),美國(guó)激光干涉引力波天文臺(tái)(LIGO)執(zhí)行主任大衛(wèi)?瑞茲宣布,科學(xué)家們尋找引力波的努力終于收獲成果,這距離1916年愛因斯坦預(yù)言引力波存在剛好一百年。
科學(xué)界公認(rèn),探測(cè)引力波是難度最大的前沿科技之一,也是一項(xiàng)意義極其重大的物理學(xué)基礎(chǔ)研究。作為愛因斯坦廣義相對(duì)論中最重要但也一直未被證實(shí)的預(yù)言,引力波是物理學(xué)王冠上最耀眼的一顆明珠,一旦探測(cè)成功,將是人類認(rèn)知史上具有里程碑意義的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。
愛因斯坦再次 “封神”,引力波是加速中的質(zhì)量在時(shí)空中所產(chǎn)生的波動(dòng),也被比喻為時(shí)空 “漣漪”。愛因斯坦在1916年提出廣義相對(duì)論,認(rèn)為引力是由于質(zhì)量所引發(fā)的時(shí)空扭曲所造成,任何有質(zhì)量的物體加速運(yùn)動(dòng)都會(huì)對(duì)周圍的時(shí)空產(chǎn)生影響,其作用形式就是引力波。
說人話!
引力波其實(shí)沒啥,就是一陣能量,宇宙是一片海洋,無論在哪發(fā)生點(diǎn)啥事,都會(huì)一波一波傳出去,比如這次的引力波,就是在遙遠(yuǎn)的天邊,兩個(gè)胖子星球合體,咣一聲撞出來的能量,吭哧吭哧散發(fā)到宇宙中。
這股能量跑了好多億年,終于來到了地球,于是你的時(shí)間和空間發(fā)生畸變抖動(dòng),具體表現(xiàn)是,你忽胖忽瘦,忽快忽慢。
想象一個(gè)果凍,放在桌上,然后在旁邊猛拍桌子,你就是這個(gè)果凍。
當(dāng)然了,這個(gè)效應(yīng)太弱,你是感受不到的。
大船下水,通過波浪影響到小船這里海浪的作用就像引力波一樣
當(dāng)一條大船隨著海浪在海洋里起伏航行的時(shí)候,漂浮在它周圍的小一些的物體,像是救生艇啊、水瓶子啊,也會(huì)跟著起起伏伏,對(duì)不對(duì)?
宇宙空間就好像是大海,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種物體。
盡管我們無法感覺到,宇宙里也有“波浪”,使得地球微微擺動(dòng)。這些波浪是由“引力”引起的。
一個(gè)兩球體系統(tǒng)形成的引力波示意圖
你可以把引力想像成磁鐵上的磁力,宇宙里所有的物體都有這種“磁力”。物體越大,磁力就越強(qiáng)。
太陽(yáng)非常非常大——大到足夠能吸引住地球,地球則吸引了月球。因?yàn)橐Φ拇嬖冢@些星球全都互相吸引。
星球們都想要相互靠近,并且擁抱在一起,但是它們不能,于是,它們就掀起一些“波浪”。
對(duì)我們來說,測(cè)量這些波浪非常困難,直到最近,兩顆瀕臨死亡的星星,在它們生命的最后時(shí)刻,掀起了巨大的波浪,這樣,我們才終于能發(fā)現(xiàn)它們。
保齡球和蹦床
Brian Lantz 斯坦福大學(xué)高級(jí)研究科學(xué)家
如果你把兩個(gè)保齡球放在一個(gè)蹦床上,每個(gè)保齡球下面的那部分蹦床都會(huì)彎曲下沉。隨后,保齡球會(huì)開始一圈圈地旋轉(zhuǎn),向?qū)Ψ娇繑n,并且落到彼此的凹痕中去。
沉重的保齡球拉伸了蹦床(所以它們才會(huì)壓出凹坑來),而在宇宙空間中,黑洞用同樣的方式拉伸著宇宙。
上面的這個(gè)視頻是2007年添加了藝術(shù)效果制作的概念圖,它演示了兩個(gè)白矮星,互相吸引靠近,時(shí)速超過百萬英里,他們的軌道越來越接近,最終這個(gè)雙星系統(tǒng)需要通過引力波釋放出越來越多的能量,他們合成了一起并發(fā)生了爆炸,亮度遠(yuǎn)超之前。
好了,現(xiàn)在想像一下,當(dāng)兩個(gè)保齡球撞到一起的時(shí)候,它們發(fā)生了大爆炸——很大很有力的爆炸。
這個(gè)爆炸就是我們剛剛發(fā)現(xiàn)的事情,而且我們還能測(cè)量它的強(qiáng)度了呢。
玩具狗落地
Daniel Holz 芝加哥大學(xué)物理學(xué)家
當(dāng)你把玩具狗拋起來時(shí),它會(huì)落在地板上,這是因?yàn)榈厍虻奈υ诎阉蛳吕?/p>
你看不見地球引力,也摸不到地球引力,但是它就在那兒。
在遙遠(yuǎn)的宇宙,黑洞擁有的吸引力比地球要大得多。這種引力很強(qiáng),就算是光線——比如從你手電筒里射出的光——也會(huì)被黑洞的引力吸過去,并且,它根本逃不出來。
黑洞的巨大引力扭曲了光路
黑洞在宇宙空間里到處移動(dòng)。當(dāng)它們相互碰撞的時(shí)候,會(huì)釋放出巨大的“波”,用來通知宇宙——碰撞剛剛發(fā)生了。
100年前,有個(gè)非常聰明的家伙愛因斯坦),他預(yù)言說引力波經(jīng)常會(huì)被釋放出來。但我們并不確定他說的是不是真的,直到我們?cè)斐隽艘粋€(gè)機(jī)器——它的功能就像一只巨大的耳朵——這樣,我們就可以“聽見”引力波了。
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原文標(biāo)題:圖解引力波:就是這么個(gè)東西
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