百年引力波的前世今生
2016-08-04霍光
小读者·阅世界 2016年3期
关键词:质量
霍光
1916年,德国《物理学纪事》发表了一篇论文,这给此后100年的时空带来了阵阵涟漪。论文的作者是阿尔伯特·爱因斯坦,题目是《广义相对论基础》。
100年之后,美国东部时间2016年2月11日,美国国家科学基金会(NSF)与来自加州理工学院、麻省理工学院以及科学合作组织“激光干涉引力波天文台”(LIGO)的科学家共同宣布:LIGO于去年9月14日首次探测到引力波,证实了爱因斯坦100年前所做的预测,弥补了广义相对论实验验证中最后一块缺失的拼图。

姗姗来迟的引力波是什么?
广义相对论是爱因斯坦最引以为傲的成就之一。有一种说法是,爱因斯坦曾经这样说过:“如果我不发现狭义相对论,5年之内就会有人发现;但如果我不发现广义相对论,50年之内都不会有人发现。”
如今,引力波被发现,再次证明了广义相对论的重要性。那么,引力波到底是什么?为什么探测到它需要百年努力?
事实上,广义相对论的很多推论是人们的直觉无法理解的。其中一项就是,广义相对论中,引力被归咎于时空的弯曲。它的意思是,我们平时看到的空间貌似是平直的,但真实的情况中,却是像哈哈镜里一样扭曲的。这种扭曲是物质造成的,质量越大,扭曲就越大。不过,身处时空当中的观测者会随着时空一起扭曲,同时扭曲程度也太小,因而人类无法直观感觉到这种扭曲。但我们看到的平面,并不一定是物理意义上的“平面”。
我们可以把宇宙想象成一张蹦床,如果没有任何扰动,它是平坦的。但有质量的物体出现时,比如一个鸡蛋,来游乐场的小孩子,或者是地球這样的庞然大物,它就会变得弯曲。……
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