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愛因史坦的預言被證實!宇宙確實存在重力波,重力波有什麽作用?

2024-10-03科學

早在一百年前啊,愛因史坦就放話了:宇宙裏有重力波呢!可那時候的人啊,根本搞不懂這個「科學怪才」腦袋裏的宇宙是啥模樣。

嘿,現如今啊,重力波被證明是真有那麽個東西了!今兒個呢,咱就嘮嘮,重力波到底是個啥玩意兒。

【愛因史坦的預言】

1915年的時候啊,愛因史坦琢磨著,重力這玩意兒是一種特別特殊的交互作用呢,然後就提出了廣義相對論。他還重點強調了,重力這東西的本質啊,就是時空彎曲!

到了第二年,也就是1916年的時候,愛因史坦又琢磨出個事兒,還給出了論證,說重力啊,是像波那樣傳播的。得嘞,這就是愛因史坦咋預言宇宙裏有重力波的經過。

咱得服啊,有這麽個男人,那智商簡直頂破天了。早在一百年前呢,他就把重力波的存在給預言出來了。你可別忘了,就當時那科技水平,想探測到重力波?門兒都沒有啊!

嘿,愛因史坦特具體地提出來,重力波啊,它是以光速傳播的呢。還有啊,時空可不是平平整整、均勻分布的,它是彎彎曲曲、會變化的喲!

得知道,他給打破的呀,可不單是一種認知,連那曾經被當成「絕對正確」的牛頓經典力學都給打破嘍!

想當年啊,牛頓正走著呢,一個蘋果「砰」的一下就砸他腦袋上了,就這麽著,「萬有重力」定律就給砸出來了。嘿,誰能想到啊,這種平常得不能再平常的事兒,背後居然藏著宇宙萬物執行的大規律呢!

後來啊,牛頓一個勁兒地研究力學,到處探索,就靠著三大定律,在近代物理界那學術地位,穩得就像泰山似的,誰也撼動不了。嘿,那愛因史坦呢?人家是怎麽從牛頓這個巨人的權威陰影下走出來,還發現重力波的呢?

最開始的時候呢,愛因史坦關於重力波的構想啊,就只是腦袋裏突然冒出來的一個念頭,就跟「靈光乍現」似的。

後來呢,把弱重力給它來個線性化的處理,用黎曼幾何寫出來的那個重力場方程式啊,就這麽給簡化了,接著就推出了純理論的重力波方程式。

這麽著說吧,重力波這玩意兒被提出來,是靠著類似數學裏電磁波方程式那樣的方程式式推匯出來的,可不是因為真做了啥實驗觀察才有的。

這麽著,在學術界啊,重力波到底存不存在呢?好些年了,大家都還是持懷疑態度的。就算有愛因史坦那樣的物理學大神給重力波月台,可人們呢,還是更信奉「眼見為實」這個理兒。

就好比千百年前吧,古人不曉得地球有多大,就老是覺著天是圓的地是方的,陸地平得跟啥似的。那重力波到底是個啥玩意兒呢?

【重力波到底是什麽】

要是愛因史坦跟牛頓這兩位物理學的大神,為了學術上的事兒幹起架來,你向著誰呀?

在牛頓弄的經典力學裏啊,時間就那麽勻速地朝前走呢,空間呢,也是均勻地往大了擴充套件。

時間和空間那絕對的性質,就註定了宇宙擴散起來是穩穩當當、持續不斷的,這裏頭肯定沒什麽起伏波動。為啥這麽說呢?您瞧瞧,人類千百年過的都是平穩的日子,這生活空間明明白白就在眼前擺著呢。

可愛因史坦不這麽想啊。在他的廣義相對論裏,時空是會扭曲的,宇宙也不是平平整整、無邊無際的那種。他覺著,整個宇宙到處都充滿了以光速到處擴散的重力波呢。

但凡有品質的東西啊,就能讓它周圍的時空變了樣兒,品質越大呢,時空就被折騰得越離譜。

後面這位呢,那科學視野可不得了,常年就盯著天體執行規律看,都成慣性了,嘿,一下子就把目光從那兒轉到天體周圍那老大老大的空間裏去嘍。

愛因史坦那論述和推導細致又嚴謹,就這麽著,物理學界慢慢也認可了,接受了這位物理學大拿的觀點。那重力波到底是個啥樣的存在呢?

簡單來講呢,重力波就跟咱往水面上扔石塊,泛起的那一圈圈漣漪似的。也有點像地震的時候,檢測儀表上一層一層往外散的波浪線那樣。

那天體扭動起來呀,它扭動的振幅跟頻率呢,就和重力波的振幅與頻率是一碼事。這麽著說吧,要是能把天體這扭動給量出來,那重力波也就能夠被測量到嘍。

可話又說回來,要想實作測量,最大的麻煩就是天體之間的距離,動不動就好幾萬光年呢。哪怕是宇宙裏最牛的重力波,傳到地球的時候,振幅也就億萬分之一奈米那麽點兒。

所以呢,要是想逮著比較厲害的重力波,就得有點先見之明,朝著某個深空瞄好了,還得靠運氣瞅見那些品質老大的天體之間出災變,然後相互搗鼓,加速跑起來。

就好比說,找出那種從宇宙老深的地兒來的,黑洞融合時候弄出的雜訊啥的。嗨,這機率啊,那可小得沒邊兒了。

得特別說一下啊,就連堅信重力波肯定存在的愛因史坦,在當年都覺著,人類啊,搞不好永遠也沒法探測到重力波呢!

天才嘛,那就是天才。他們看科學的眼光那叫一個超前,一般人啊,短時間裏肯定理解不了,這就跟真理似的,真理永遠是真理,禁得住時間的揉搓。

想當初啊,有那麽個預言,那真是讓人聽得「一頭霧水」。嘿,您猜怎麽著?現在天文學家可把這事兒給證實嘍:宇宙裏的重力波啊,人家都清清楚楚地探測到了呢。

【「時空漣漪」確實存在】

愛因史坦那重力波的預言給證實嘍,「時空漣漪」這褶子裏能有啥呢?是高維空間啊,還是多重宇宙哇?

地球在茫茫宇宙裏就像一粒小塵埃似的。那些品質老大的天體運動,離咱們可太遠了。近點兒的物體呢,就算是加速運動,產生的重力也弱得很。就因為這,這近百年啊,物理學界一直犯嘀咕呢,老尋思著重力波到底是不是真的存在。

嘿,您知道嗎?1974年的時候啊,科學界又有新發現嘍。有個叫PSR1913+16的脈沖雙星被發現了呢,這一發現啊,就證明了致密雙星系統的重力放射線和廣義相對論的預言那是完全對得上號的,就像一把鑰匙開一把鎖似的。

2016年2月呢,有個科學合作組織,人家可是費了老勁兒,這麽多年一直盯著一組雙黑洞。這雙黑洞啊,早在13億年前就開始碰撞然後並合了。就這麽瞅啊瞅的,最後向全世界宣稱:嘿,人類可算是頭一回觀測到重力波了,而且還是直接探測到的呢!

嘿,有這麽兩個黑洞的原初重力波呢,這波可是打138億年前宇宙大霹靂那時候就來的。這倆黑洞啊,一個黑洞的品質能頂36個太陽,另一個呢,也不含糊,能頂29個太陽的品質。

倆黑洞啊,在融合之前呢,就跟倆調皮蛋似的,互相繞著轉圈圈。嘿,這距離越靠越近的時候啊,那旋轉的速度就噌噌地往上加,就跟踩了油門似的。這麽一轉呢,就有一部份能量啊,跟個小包袱似的,以重力波這形式就被甩出去嘍。

當這倆湊一塊兒變成一個有62個太陽那麽重的超級黑洞的時候啊,那少了的3個太陽的重量呢,就是在合並的好幾百萬年裏,像光一樣快地往宇宙裏傳出去的重力震動啦。

嘿,科學家可不得了呢!黑洞合並完了之後啊,他們居然又二次探測到重力波啦。

嘿,就這麽著,過了整整一百年,愛因史坦的預言被證實嘍。這時候有人就得問了,那天體品質那麽老大,咋就能在太空裏「浮」著,咋不「沈」下去呢?

嘿,您得知道啊,宇宙裏可不只有重力波,重力場那也是存在的呢。那些品質老大的星體啊,雖說把宇宙這個平面給壓彎嘍,可它弄出來那曲率的空間範圍也是相當大的呢。

就跟一個鐵球滾到彈翻床上似的,那老長還彎彎的宇宙平面啊,能把星球給托住,不讓它往下沈呢。

咱在地球上的人感覺不到宇宙的那點動靜,為啥呢?宇宙太大了唄。哪怕是宇宙裏密度老大的天體,就那種超大品質的中子星,它們之間劇烈地折騰,釋放出來的重力也很難在短時間內跑到地球這兒來。那在這些彎彎曲曲、晃晃悠悠的時空裏頭都有啥玩意兒呢?

有人講啊,要是重力波給扭曲了的時空褶皺能給弄平嘍,說不定四維空間就不再是那種遠得夠不著的地兒了,嗨,多重宇宙存在這事兒啊,也不是沒譜兒呢。

到那時候啊,咱們說不定就能特別輕松地從天體重力那緊箍咒裏掙脫出來呢。靠著重力波來一場跟做夢似的時空穿梭,嘿,這事兒是不是特讓人心裏癢癢,盼著呢?