愛因斯坦預言被證實 人類首探引力波
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愛因斯坦又對了!愛因斯坦預言的引力波首次被人類首次直接探測到了,這是人類第一次能夠聽宇宙講故事了。就如同石頭被丟進水裏產生的波紋,引力波是一種時空漣漪。如今,這種漣漪終於被科學家發現了。能發現引力波,說明人類深空探測技術已經取得突飛猛進的發展,今後“傾聽”宇宙之聲,將越來越輕鬆。相信人類會“聽”到或“看”到更多的宇宙故事。而引力波自身,據說蘊含着宇宙誕生的巨量信息,並能夠證明各種預見性理論。
【聽宇宙裏的“嘮嗑”】
在一片嘈雜的背景噪音中,一聲“噗”的清脆聲響,如水滴落水,持續時間短暫得不到1秒,這正是由引力波轉化成的宇宙之聲。當天在華盛頓召開的記者會上,美國“激光干涉引力波天文臺”(LIGO)科學家現場播放了來自宇宙的“聲音”。
這個聲音源自於13億年前一個雙黑洞系統的合併。正如LIGO項目組發言人、路易斯安那州立大學物理學家加布裏埃拉·岡薩雷斯所言,那時“多細胞生 物纔開始在地球上擴散”。合併所產生的引力波信號,經過13億年的漫長旅行,於2015年9月14日抵達地球,被LIGO的兩個探測器以7毫秒的時間差先 後捕捉到。
“我們能夠‘聽見’引力波,我們能夠‘聽見’宇宙,這是引力波最美妙的事件之一。我們將不僅‘看見’宇宙,我們還將‘傾聽’它,”她在記者會上介紹。
引力波是一種時空漣漪,如同石頭被丟進水裏產生的波紋。黑洞、中子星等天體在碰撞過程中有可能產生引力波。1915年,愛因斯坦發表廣義相對論,並 在隨後幾年的一些論文中預言引力波會產生於強引力場的天體事件。廣義相對論的其他預言如光線的彎曲、水星近日點進動以及引力紅移效應都已獲證實,唯有引力 波一直徘徊在科學家的“視線”之外。
百年來,科學家們對引力波的探測未曾停歇,但舉步維艱。直至上世紀70年代,曾有美國科學家在觀測雙星系統的過程中,發現引力波存在的間接證據,並因此獲得1993年諾貝爾物理學獎。
100年來,也不斷有實驗聲稱直接探測到了引力波,並造成過轟動效果,其中包括20世紀60年代的韋伯實驗,以及2014年的BICEP實驗,但後來都被證明是烏龍。
【不明覺厲的引力波】
這麼神奇的波,來頭不小。它到底有多重要?
先來認識下引力。它無處不在,主導了宇宙和星系。引力是人類最早定量認識的相互作用。牛頓發現引力後的幾百年,物理學進展很多。
儘管牛頓的萬有引力定律有着幾乎完美的實驗驗證,但觀念上把時間和空間分開考慮。而1915年愛因斯坦提出的廣義相對論,進一步研究了引力和“時空幾何”的關係,認識到引力是一種非常特殊的相互作用。這革新了牛頓的引力觀念和時空觀念。
廣義相對論論證的一個重點就是,引力的本質是時空幾何在物質影響下的彎曲。電影《星際穿越》裏,一個質量超級巨大的星球,周圍的時空是會發生扭曲的,星球質量越大,時空扭曲就越厲害,光和時間概念都發生了改變。起伏、震顫、波浪……你可以用各種詞彙形容你理解的時空扭曲。
1916年,愛因斯坦又在廣義相對論框架下發表論文,論證了引力的作用以波動的形式傳播。這就是引力波的由來。
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