什麼是引力波?

9 個回答
淡漠乾坤
2019-06-06

當輪船駛入港口時,會帶來海水🌊的波濤;當地心發生地震時,會產生海嘯衝擊海岸;當冷熱空氣交替的時候,會導致狂風大作。這些都是由於外在的原因導致背景空間的劇烈變動所產生的空間效應。

引力波也不例外,是天體的劇烈變動,導致量子空間的波動所泛起的量子漣漪。

由於普朗克常數h的普遍存在,由於任何微觀粒子都具有波動能力,由於宏觀物體之間存在著遠程力,說明我們的宇宙存在著不可再分的最小粒子——量子,存在著由量子構成的物理背景——量子空間,說明各種物體的相互聯繫、相互影響、相互作用和相互轉換,都是藉助量子空間及其量子碰撞的不對稱性所造成的。

就萬有引力而言,是由於物體對其外部的量子空間產生的熱輻射。當兩個物體並存時,兩物體間的量子空間的能量會略高於兩物體外側空間的能量。於是,兩物體外側空間的壓力大於它們內側空間的斥力(能量高的量子穿透力大),上述兩力之和就是萬有引力。

所以,引力波僅與量子空間有關,與天體本身並沒有直接的關係。任何物體的攪動,都會使量子空間產生大小不一的漣漪。只是,只有巨大的波動,才有可能使數十億光年之外的我們,觀測到這一罕見的量子空間效應。

總之,我們的宇宙是一個有機整體,其中既包含著作為物理對象的物質,也具有作為物理背景的空間。前者是由高能量子組成的封閉體系,後者是由離散的量子構成的。

引力波是這一物理背景的能量傳遞,該能量或來自於天體之間的碰撞,或產生於巨大的天體爆發。

猫先生内涵科普
2019-06-06

引力波的第一次網絡刷屏,源自郭英森和方舟子上《非你莫屬》中的一期節目,人緣極差的方舟子打斷民科精英郭英森的狂想,被某自媒體以“引力波”被發現後,推波助瀾討伐的一個鬧劇!鬧劇終歸是鬧劇,一笑而過就行;但讓大家突然增加了一個概念——引力波,倒是真實的。

我們今天就來把這個概念轉化為一個知識點。

愛因斯坦的觀點

什麼是引力波?愛因斯坦按照廣義相對論洛倫茲不變性的推導,用“相對論”的語言進行表述,引力波的概念是:質量發生變化,導致時空結構改變,時空結構的變化將以“波”的形式傳播。

簡單的說,引力並不是萬有、瞬時、絕對的,引力也是以光速進行傳播。

同學們聽到這裡,就覺得,這和電磁場幾乎一樣嘛。先別急,引力波還真的和電磁波不是一路人吶。

引力波和電磁波相對比,神奇的事情就發生了。電磁波極易被幹擾,碰到障礙就能反射,而宇宙短波射線,碰到大氣層就直接被屏蔽了。而引力可不一樣,亙古不變,不可屏蔽,不會轉向,千萬年來一直以光速向外傳播,就連光遇到也得認慫的黑洞,也無法對引力產生絲毫影響,簡直像異次元般的存在!

引力波的間接測量

如果愛因斯坦只是這樣說了就算,那麼方舟子也可以成牛頓,也不用到處找茬打架了。物理學家的理論必然有嚴密的數學架構和模型,引力波的預言當然也不例外。

電磁輻射消耗能量,物體向外發射電磁波,因為遵循能量守恆原理,必然導致自身能量不斷下降。同理,引力對外傳播,類似於“引力輻射”,我們可以檢驗物體能量的減少來間接觀測引力波。

原理很簡單,只要找兩顆質量不變的雙星系統,觀測它們之間軌道變化就行了,當然必須是中子雙星系統,否則質量太小,人類無法檢驗數據。理想很豐滿,現實很骨感,茫茫宇宙,這就是大海撈針嘛。什麼是引力波?

美國不愧是人類科技之光,1974年阿雷西博射電望遠鏡所在地,兩名普林斯頓大學天文學家泰勒(J.Taylor)和赫爾斯(R. Hulse)首次發現了一對脈衝雙星系統,天文學家對此給予厚望,編號PSR1913+16。人海中只是望了你一眼,就已經足夠!一通猛如虎的操作,根據脈衝星頻率精確的測量,計算得到此雙星系統公轉週期每年減少百萬分之76±2秒,半長軸每年縮短3.5米,與相對論預言極其吻合!

為此,泰勒和赫爾斯獲得了1993年度諾貝爾物理學獎。一種天體的發現能獲2次諾貝爾獎,絕無僅有。

孤證不立,2004年,澳大利亞帕克斯(Parkes) 64米口徑天文望遠鏡又發現了一對互相繞行的脈衝星,命名為PSRJ0737-3039A/B,美國GBT望遠鏡(Green Bank Telescope,100米口徑)對雙脈衝星進行了長達三年的精確測量,觀測結果與廣義相對論引力波預言誤差在0.05%以內,這也是目前為止對廣義相對論最精確的實驗檢驗。

引力波直接測量

挑戰了間接測量,同學們當然順理成章的想嘗試一下直接測量引力波。其原理也很簡單,放兩塊板,如果它們間距莫名其妙發生了變化,我們就認為探測到了引力波。跟在宇宙中大海撈針找脈衝雙星,這難道不是順理成章的事情嗎?

事實上,這可一點都不順利成章。因為愛因斯坦本人,都覺得引力波可能無法直接測量。因為不但中子雙星系統能量等級差太遠,就算是兩個黑洞碰撞,發出的引力波到達地球,造成的擾動大約也只有比原子核運動還要小數千倍的細微變化而已。這需要何等的精確測量手段和技術啊!

美國再次扮演人類科技之光,你不服都不行!美國投資5.6億美刀,前後花費16年,兩臺相距3000km的LIGO,終於等到了宇宙中最美妙的0.25秒。得到了如此激動人心的一張圖!——宇宙引力的琴絃在人類面前,跳出了這段玄妙的舞蹈。

什麼是引力波?

三位美國的專家雷納·韋斯、基普·索恩以及巴里·巴里什,無可厚非的榮膺2017年諾貝爾物理學獎的殊榮,以表彰 “他們對激光干涉引力波天文臺(LIGO)和觀測引力波所做出的決定性貢獻”。

結語

同學們這下明白什麼是引力波了吧,無數科學家花費了畢生的心血,終於從理論到實證,證明了它的存在。

你要問“引力波”能有啥用處?貓先生只能搖頭,就好比在1870年,你問我,“電”這個玩意有啥用?我又不是穿越者,我哪知道現在我們無時無刻都離不開“電”啦!

當人類進入宇宙文明,再回望愛因斯坦和“引力波”,一定將心存莫大的感激,我堅信這一點。

我是貓先生,感謝閱讀。

彭晓韬
2019-06-06

  謝邀!引力波實質上就是引力場隨時間變化部分而已。由於萬有引力實在太弱了,因此只有質量巨大的天體進行高頻率的位置變化時產生的萬有引力變化才有可能被目前的引力探測器探測到。而實際上,引力波無處不在!如:電子圍繞原子核高速運動過程中就會產生萬有引力的週期性變化,也就是所謂的引力波,只是人們目前無法測量到這種弱小的變化而已。因此,完全沒有必要神祕化引力波!

  目前物理學界已經走上了邪路!把客觀世界正常的物理現象歪解成不像樣子了!物理學出現系統性錯誤的根源就是對光的認識錯誤導致的:光電效應光子說解釋是如此、天體紅移與距離成正比解釋也是如此!光行差和MM實驗結果解釋是如此、黑體輻射解釋也是如此!

  有興趣的朋友歡迎參與本人以下文章的討論:

  

什麼是引力波?

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什麼是引力波?

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董加耕
2019-06-06

測量出引力波的試驗裝置,與當年的M-M試驗的試驗裝置,工作原理完全相同,當年,沒有測量到干涉條紋的移動,我們當時解釋說,光速不變。現在,測量出了干涉條紋的移動,為什麼我們不說,引力場中的光,光速在引力場改變時,也會改變,而要說成是光速恆定不變,變化的是時空的彎曲狀態?

時空彎曲狀態的改變能測量嗎?你能測量純粹的時空嗎?你能對純粹的空虛進行測量嗎?你的測量可以沒有其體的測量對象嗎?

既然在引力場中,光線可以彎曲,那麼,承認在引力場中,光速的值也可以變化,就是十分自然、順理成章的事情。有人認為,在引力場中,在非慣性系中,光線雖然可以彎曲,光速的值卻恆定為c,但卻沒有給出任何理由,僅僅說是狹義相對論中光速不變原理在引力場和非慣性系中的推廣,但這種推廣顯然有點武斷。

在無引力場的空間中,在慣性系中,光子的運動,用ds^2=dl^2-c^2dt^2=0來描述,在引力場中,在非慣性系中,光子運動的描述變換為ds^2=gijdxidxj=0,由dl^2-c^2dt^2=0求出的光速為c,那麼顯然,用同樣的數學方法,由式gijdxidxj=0求出的光速值就不再恆定是c。廣義相對論為了使引力場和非慣性系中的光速值仍為c,採取了一些數學上的處理(廣義相對論中的觀測量理論),這相當於在引力場和非慣性系中另外定義了時間t和空間x,也就是說,廣義相對論中的時間t和空間x,已經不是我們通常所說的時間和空間了,含義已經完全變化了。為什麼要進行這樣的數學處理?為什麼要使用這個觀測量理論?沒有給出任何理由,或者說,給出的理由就是為了使引力場和非慣性系中的光速值仍為c。

為了使引力場和非慣性系中的光速值仍為c,我們相當於在引力場和非慣性系中另外定義了一套時間和空間的概念,我們的犧牲是不是太大了些?承認引力場和非慣性系中光線不僅可以彎曲,光速的值也會改變,則引力場和非慣性系中的時間和空間的概念,就與無引力場的慣性系完全統一,也與我們通常所說的時間和空間的概念完全統一,而且,數學上也不需進行人為的武斷的特別處理,不需要那個觀測量理論,則整個理論體系豈不更簡單,更合理?

仁26216079
2019-06-06

引力,由兩物質量和兩物之間的距離決定。引力波由引力大小變化形成的波。當兩個球來回相撞時,形成引力波。可以知道兩球距離變化使引力波產生。但是,兩黑洞相撞情況不同。首先,黑洞可使空間彎曲即空間大小與平時我們觀察的不一樣。這個道理很容易解釋。一個原子中能量升級後,電子會進入高一級軌道。原子整體變大。而黑洞與此相反。為什麼呢?一般原子核可以與1~200個不到的電子組成化學元素週期表。而黑洞中的原子核可以與成千上萬個電子組成原子。人類專家無法相信這種物質的存在。在這種原子中,空間相當少,趨於0,但它還可以處於一種狀態。這種狀態是這樣的。普通原子就是一個正負電容而已,而黑洞中的原子屬於高壓電容。所以它們之間的差別在於正負之間的隔離物質不同耐壓不同,,,。可能普通原子中的什麼質子夸克,,,在黑洞中的原子中的質子夸克,,耐壓更高。兩黑洞相撞後,黑洞原子會得到巨大的能量,電子會進入高能級,,原子中空間增大。空間被改變,形成空間彎曲,好比水中的水波,向外延長,,,俗稱引力波。

江苏高考咨询导师
2019-06-05

自從2015年人類第一次探測到引力波之後,這個天體物理學的大冷門忽然變得炙手可熱,探測到一次,轟動一次,弄得朋友聚會不聊點引力波話題都不好意思跟人說自己有文化。那麼,引力波到底是什麼東東?

什麼是引力波?

引力波的來源是老愛因斯坦的廣義相對論。引力波,正確的叫法應該是時空曲率波。當兩個強引力源,比如兩個中子星,或者兩個黑洞互相接近,圍繞轉動時,雙方各自扭曲的空間互相干擾,產生曲率波動,以光速向外傳播。當他們最終合併時,旋轉的視界放出巨量的引力能,可以達到雙方總質量的相當比率,甚至可以達到總質量的20%,那可是純能量,比核反應和超新星爆炸能量大多了,同時帶走了時空的變形,這就是我們探測到的引力波。

什麼是引力波?

引力波的總能量極高,但是,像所有的波一樣,引力波也隨著距離的增加而衰減。在案發現場附近,引力波強度大約為1,意思是物體有多大,它就能把物體拉伸或者壓縮多大,比如說如果事件就發生在地球邊上,引力波把地球拉伸,壓縮,摩擦,動不動就變形一萬多公里,跟蘭州拉麵一個樣。問題在於,幾乎所有的合併事件都離我們很遠,比如說典型案例是十億光年。10億光年,10個太陽質量的黑洞,它的引力波強度為:(1/30)*(180公里黑洞周長)/10億光年==10(-21)。這意味著,這個引力波對地球海洋造成的形變是10(-14)米,是一個原子大小的10000分之一。

比較一下,月亮對地球海洋的潮汐力變形大概是一米,一個標準引力波只是10(-14)米,扔塊磚頭的影響都比這影響大一些。所以這就是為什麼引力波極難探測的原因。

什麼是引力波?

我們上面說了黑洞合併標準距離基本上都是“億”光年計,萬一哪天就在我們銀河系,就在我們家門口呢?就算是家門口,就算案發現場是距離我們近到令人髮指的10光年,那也沒什麼,它給地球造成的海洋形變為10(-14)*10(8)=10(-6)米,也就是給地球撓個癢癢而已。

宇宙天文宗师
2019-06-06

〔宇宙定律〕

一 、物質的電磁力{吸引力}{反推力}

物質存在電磁力,同一種物質介質相互吸引,不是同一種物質介質相互推。多的物質會把少的物質推成圓球,因為兩種物質都在推,而且同一種物質任何一點推力都一樣大。推力又稱為反推力反推力是很均勻的力。被推成球型的物質任何一點向外發出推力都一樣大,但兩種物質的反推力不一定是一樣大。又因兩種物質都在使勁推少的物質被迫成圓球。圓球是物質組成的不是空的所以有個球面稱為圓球面。圓球面所受到的反推力越往球中心力線越密承受的推力越多。因圓球面任何一點都承受來自各個方向的力必然有一條力線經過球心垂直於球心,所以從球面到球心越往中心垂直力線越密越多所受到反推力也越大。故而球心所承受的反推力最大。故而越遠離球心所承受的反推力越小越少。

只要中心有物質壓力重力的天體,它的最外層表層必須是球形(圓球),天體的球面如果變成方形……中心不但沒有物質壓力而且重力也不存在。

二、光聚焦 能量聚焦、熱能量聚焦、正負(反)能量聚焦

光與一切物質同在充滿整個物質世界。太陽、恆星、一切星系是光聚焦取得能量,只有光永遠聚焦才能永遠發光發熱。我們看到的會發光發熱的星星、星系、恆星、太陽、行星中心,行星的衛星中心、地球中心、小行星中心、慧星中心、都是光聚焦的中心。 星星、星系、恆星、太陽、行星的外面外層都有一個圓球面可以光聚焦到中心。圓球面是平凸透鏡、凹凸透鏡, 只要形成平凸透鏡、凹凸透鏡就可以光聚焦。

光聚焦……光是用不完的循環的。

三、對環流層{上層與下層對環流}

自轉與公轉運動的動力層,宇宙間天體的公轉自轉都是有對環流層推動帶動運動的。同一個星球自轉有對環流層推動自轉……公轉有對環流層帶動運動,自轉與公轉運動是二個環流層,二個對環流層不是在同一個中心上的。沒有大氣層或有大氣層大氣只對流不進行對環流的星球(孤獨行星、流浪行星)、行星、小行星、行星的衛星是一定不會自轉的。

♥♥♥………………………………

【真實的宇宙形態結構】

宇宙是時間無限空間無涯物質有限世界。空間存在著一個一個大型的物質世界它們是沒有相連被真空隔離。各個物質世界都遵循同樣的物理規律,我們生活在其中一個大型物質世界裡。

我們的大型物質世界最多最外層的物質緊緊的吸引在一起它的外型是可以任何形態。它把比它少的一切各種各樣不相混合的物質反推成一個一個許許多的大圓球每一個大圓球都有一個圓球面及一箇中心,我們就在其中一個大圓球面裡面。這個大圓球內最多的物質又把比它少的一切各種各樣不相混合的物質反推成一個一個許許多的大圓球每一個圓球都有一個圓球面及一箇中心,其中一個大圓球就是我們的圓球……………………總星系。總星系有一個圓球面及一箇中心。在總星系圓球面內最多的物質又把比它少的一切各種各樣不相混合的物質反推成一個一個許許多的大圓球每一個圓球都有一個圓球面及一箇中心。其中一個大圓球就是我們的圓球銀河系它有一個圓球面及一箇中心。銀河系內最多的物質又把比它少的一切各種各樣不相混合的物質反推成一個一個許許多的圓球每一個圓球都有一個圓球面及一箇中心,其中一個大圓球就是我們的圓球太陽系它有一個圓球面及一箇中心,太陽系內最多的物質又把比它少的一切各種各樣不相混合的物質反推成一個一個許許多的圓球每一個圓球都有一個圓球面及一箇中心,其中一個就是地球系(包括月球),地球是中心它的圓球面在月球之外,地球氣態圓球面內的最多氣態物質又把月球及其他各種各樣不相混合的氣態物質反推成一個一個圓球。

這些大大小小從大到小的圓球剛剛形成光‘就聚焦在它們的中心點上使中心發光發熱,太陽、行星中心、銀河系中心、總星系中心、星系中心、恆星都是有光聚焦才發光發熱的。因光聚焦在中心點上發光發熱就會發生對流 對環流。每一箇中心點上有一組或多組對環流層,接近中心的對環流層可帶動中心轉動自轉,遠離中心的對環流層可推動天體、星系、恆星、物體、物質、行星等等繞中心公轉。月球有氣態層只有局部的對流沒有對環流所以沒有自轉只有公轉,月球公轉是地球最外面的一組對環流層推動月球繞地球公轉的……其它行星的衛星公轉類同。靠近地殼的對環流層(有對流層與中間層組成交替環流)帶動地球自轉其他行星自轉類同。地球月球在同一個圓球面內被太陽系的對環流層推動繞太陽公轉的其他行星公轉類同。太陽系圓球面內全部行星被銀河系的對環流層推動繞銀河系中心公轉的其他恆星系公轉類同。銀河系圓球面內的恆星系被總星系的對環流層推動繞總星系中心公轉的其他星系仙女系公轉類同。總星系圓球面內的星系被更大的對環流層推動繞更大的中心公轉。就這樣以此類推外面外層到底有多少層次我不敢下決定…… 根據天文文明可能有三十六層。我們是被套在圓球內從最大的圓球一直到最小的圓球……大圓球套比它小的圓球。就這樣圓球中有圓球,我們是被幾十層的圓球套著。

天马奇瑞
2019-06-05

論水有漩渦,

談人情眷戀。

說風乃龍捲,

看頭條悟空。

🎨🎨📝📝🙏


什麼是引力波?
光量子宇宙
2019-06-06

引力波就是物體質量發生巨大的變化,引起引力場的強度發生的波動。

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