rizhaook 发表于 2017-10-22 15:31:10

三分钟告诉你人类首次“看到”的引力波,到底是什么!

仰望星空思索未来前两天,差评君看到星空天文网在微博上卖了个关子。
然后,就有了今天超级火的新闻,又是引力波。
这是人类第五次观测到引力波,是由中子星合并产生的,最重要的是中国科学家这回观测到了星体合并时放出的电磁波!到底什么是引力波??差评君看到了一个不错的视频(来源:微博 @柴知道),结合里面的内容和一些别的材料,给大家好好科普一下引力波~一百年以前,爱因斯坦发表了广义相对论,推翻了牛顿的万有引力定律。https://dingyue.nosdn.127.net/H8lCV7NO5gJyTVHInBBqHsfvEBRaPjGEQnEqVMcOvennn1508302220465.jpg?imageView&thumbnail=690x10000&quality=75
相对论里认为,我们所处的时空好比一张膜,任何有质量的物体会使这张膜发生形变,质量大一些的,比如地球,就会造成比较明显的影响。https://dingyue.nosdn.127.net/i3d0C62s7eb7=xmZRvYdORnLTA7axmxdH=3gbLofEBHwD1508302220465.gif?tostatic=0&imageView&thumbnail=690x10000&quality=75
这种影响,就是所谓的引力。当两个大质量的物体并不是真的在互相吸引,而是“ 弯曲 ” 的时空把它们凑到了一起,是不是不相信爱情了。。。https://dingyue.nosdn.127.net/LTr02yathbvUDNz8RA6up3AZFUlZ8weice9QU3X6KubcA1508302220466.gif?tostatic=0&imageView&thumbnail=690x10000&quality=75
而地球绕着太阳转的现象,就好比下面这个动图↓演示的布料不可避免的有摩擦,在真空的宇宙中,小球不会损失能量,会无限环绕下去https://dingyue.nosdn.127.net/rGMtrwLMUeeQzehPlihShBQcXLnTYKKkbnjJMRLrY3FBF1508302220466.gif?tostatic=0&imageView&thumbnail=690x10000&quality=75
爱因斯坦后来提到,这种时空形变可以在宇宙中以光速传播,并以 " 引力波 " 来命名。https://dingyue.nosdn.127.net/7GwNhJnmhRU5KQbqoGtKtNE5iGma0mHmCP24J4mxUmxmc1508302220467.gif?tostatic=0&imageView&thumbnail=690x10000&quality=75
但他当时认为,这种形变太微小了,以人类的技术几乎是探测不到的。一百年来,广义相对论不停地被各种观测到的现象验证,可以说是最接近宇宙真相的理论了,但是引力波的预言以前始终因为观测技术有限,没有被证实。https://dingyue.nosdn.127.net/Jp6=Et6xTGp1VMSVB9CYXRQE7thJnB1C70boRT2XX=yiq1508302220467.jpg?imageView&thumbnail=690x10000&quality=75
后来,在 2015 年美国两个天文台同时探测到引力波信号,也是人类第一次观测到引力波。时空,波动了https://dingyue.nosdn.127.net/jYuBqgNaCSBHpMGZ5OGZy65NBLqR9W1D5SvTKn2FyfvTa1508302274981.jpg?imageView&thumbnail=690x10000&quality=75
他们是怎么探测到的呢?这个探测设备挺巧妙的:由两根相互垂直的,很长的真空管道构成,里边分别发射两束激光互相干涉,如下图↓https://dingyue.nosdn.127.net/Ta6z=JYgXs0Rko30WhWdzkTn3nXsu4GKXDhJiktbmRHdi1508302220467.jpg?imageView&thumbnail=690x10000&quality=75
一旦引力波经过,发生 “ 时空涟漪 ”, 那么两根真空管的长度就会发生变化,于是激光干涉产生的图案也就会变化。https://dingyue.nosdn.127.net/uODwQ4gqFbVBmt3Rs4S81A6Cf1BiktMsWXQNa6WtbFBeo1508302220467.gif?tostatic=0&imageView&thumbnail=690x10000&quality=75
为了观测到引力波,天文台的精度非常高↓https://dingyue.nosdn.127.net/FjP87ibDEDHaKwXOQ3wV2CdX=PJTCaPwzyoO6MJrKMjeI1508302220468.jpg?imageView&thumbnail=690x10000&quality=75
那一次观测到的引力波后来被证实是 13 亿光年外的两个黑洞合体产生的,后来以光速传播,13 亿年以后终于到了地球。https://dingyue.nosdn.127.net/pT7DnsHPipHg24kNTO1Yng1jOepbWCaE9271PXDXhxyGK1508302220468.gif?tostatic=0&imageView&thumbnail=690x10000&quality=75
引力波被观测到以后以后,除了再次证明相对论正确,爱因斯坦非常牛逼以外,人类还多了一种观测宇宙的方式。https://dingyue.nosdn.127.net/xZFPlYeqLoDeKWCtLjo5l9mkpK3IqOxwais2V0LXFVnH01508302220469.jpg?imageView&thumbnail=690x10000&quality=75
望远镜有局限性,只能够观测传到地球上的电磁波(光也算电磁波),很多时候会被黑洞吞噬或者被星际尘埃挡住,而引力波就不会。https://dingyue.nosdn.127.net/5LjYiUVQYBEj40eFiqIE77knaJyZ2pfuUHgcjubAsjgqr1508302220469.jpg?imageView&thumbnail=690x10000&quality=75
能够观测引力波,意味着人类可以观测到宇宙初期的状态!这一次中子星合并产生的引力波与以往的不太一样,因为中子星还会放射出电磁波,中国科学家团队的望远镜这次就是观测到了这个电磁波。这次观测进一步证明了引力波与其产生现象的关联,对物理学的贡献不小~https://dingyue.nosdn.127.net/yv43bEpN1nLQbNjBU5FX1fbXkeujIodjAXQjyES4XPfjC1508302220469.jpg?imageView&thumbnail=690x10000&quality=75
至于你问差评君我们吃瓜群众和这有什么关系?人类的求知欲让我们走到了今天,这份探索知识的本能应该被延续下去,人类征服了珠峰,潜到过海底,只要未知摆在那里,我们就应该去看看~来源:网易差评
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