什么是引力波?什么是LIGO?這個發現到底有多重要?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間和空間的維度給女兒傳遞了摩斯電碼。如今,這種現象終于被證實存在。
“我們檢測了引力波。我們做到了!”
美國東部時間2016年2月11日10點30分(北京時間23點30分),美國激光干涉引力波天文臺(LIGO)執行主任大衛?瑞茲宣布,科學家們尋找引力波的努力終于收獲成果,這距離1916年愛因斯坦預言引力波存在剛好一百年。
科學界公認,探測引力波是難度最大的前沿科技之一,也是一項意義極其重大的物理學基礎研究。作為愛因斯坦廣義相對論中最重要但也一直未被證實的預言,引力波是物理學王冠上最耀眼的一顆明珠,一旦探測成功,將是人類認知史上具有里程碑意義的科學發現。
愛因斯坦再次 “封神”,引力波是加速中的質量在時空中所產生的波動,也被比喻為時空 “漣漪”。愛因斯坦在1916年提出廣義相對論,認為引力是由于質量所引發的時空扭曲所造成,任何有質量的物體加速運動都會對周圍的時空產生影響,其作用形式就是引力波。
說人話!
引力波其實沒啥,就是一陣能量,宇宙是一片海洋,無論在哪發生點啥事,都會一波一波傳出去,比如這次的引力波,就是在遙遠的天邊,兩個胖子星球合體,咣一聲撞出來的能量,吭哧吭哧散發到宇宙中。
這股能量跑了好多億年,終于來到了地球,于是你的時間和空間發生畸變抖動,具體表現是,你忽胖忽瘦,忽快忽慢。
想象一個果凍,放在桌上,然后在旁邊猛拍桌子,你就是這個果凍。
當然了,這個效應太弱,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
當一條大船隨著海浪在海洋里起伏航行的時候,漂浮在它周圍的小一些的物體,像是救生艇啊、水瓶子啊,也會跟著起起伏伏,對不對?
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。這些波浪是由“引力”引起的。
一個兩球體系統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。
太陽非常非常大——大到足夠能吸引住地球,地球則吸引了月球。因為引力的存在,這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”。
對我們來說,測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刻,掀起了巨大的波浪,這樣,我們才終于能發現它們。
保齡球和蹦床
Brian Lantz 斯坦福大學高級研究科學家
如果你把兩個保齡球放在一個蹦床上,每個保齡球下面的那部分蹦床都會彎曲下沉。隨后,保齡球會開始一圈圈地旋轉,向對方靠攏,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。
上面的這個視頻是2007年添加了藝術效果制作的概念圖,它演示了兩個白矮星,互相吸引靠近,時速超過百萬英里,他們的軌道越來越接近,最終這個雙星系統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生了爆炸,亮度遠超之前。
好了,現在想像一下,當兩個保齡球撞到一起的時候,它們發生了大爆炸——很大很有力的爆炸。
這個爆炸就是我們剛剛發現的事情,而且我們還能測量它的強度了呢。
玩具狗落地
Daniel Holz 芝加哥大學物理學家
當你把玩具狗拋起來時,它會落在地板上,這是因為地球的吸引力在把它向下拉。
你看不見地球引力,也摸不到地球引力,但是它就在那兒。
在遙遠的宇宙,黑洞擁有的吸引力比地球要大得多。這種引力很強,就算是光線——比如從你手電筒里射出的光——也會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。當它們相互碰撞的時候,會釋放出巨大的“波”,用來通知宇宙——碰撞剛剛發生了。
100年前,有個非常聰明的家伙愛因斯坦),他預言說引力波經常會被釋放出來。但我們并不確定他說的是不是真的,直到我們造出了一個機器——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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原文標題:圖解引力波:就是這么個東西
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