关于引力波的那点事儿
2016-03-28
中国总会计师 2016年2期
美国当地时间2月11日上午10点30分,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)负责人、加州理工学院教授David Reitze宣布:人类首次直接探测到了引力波(Gravitational waves)!
引力波是什么
引力波的实质是空间弯曲的动态传播。一个静止的天体只能造成空间的静态弯曲,正如静止的电子只能产生静电场。当两个天体互相绕转的时候,它们的引力对某一特定空间的扭曲是随时间变化的。就好像有人在水池中央搅动水面,水面的变化会以波动的形式传向四方。类似的,相互绕转天体造成的空间变化也会向各个方向传播开来。这种由引力场变化造成的空间波动就是引力波。
引力波存在的证据是这样被发现的
引力波是爱因斯坦相对论理论的重要预言。但在相对论提出后的100年间,引力波都没有被直接探测到。
1974年,美国麻省大学阿莫斯特分校的教授泰勒和他的学生罗素利用位于波多黎各的阿雷西博射电望远镜第一次发现了一对互相绕转的脉冲星。在经过了长达30年的监视后,泰勒发现这两个双星的距离竟然在逐渐缩短。为什么?泰勒想到了引力波。就好像电磁波会携带电磁能,引力波也携带着能量。绕转的双星不断的发射引力波,会使得它们自己的引力势能减少,从而越靠越近。泰勒观测到的双星距离缩短速率精确的和广义相对论预言符合(精度好于1%),泰勒和罗素的发现被认为是引力波存在的重要证据,他们因此获得了1993年的诺贝尔物理学奖。
LIGO计划是怎样探测引力波的?……
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