引力波
2016-08-27赵峥
中国科技教育 2016年7期
关键词:物理

赵峥,1967年毕业于中国科技大学物理系,1981年于北京师范大学天文系获硕士学位,1987年于布鲁塞尔自由大学获博士学位。曾任北京师范大学研究生院副院长.物理系主任.中国引力与相对论天体物理学会理事长.中国物理学会理事。现为北京师范大学物理系教授,理论物理博士生导师.教育学博士生导师。
在牛顿的万有引力定律中,引力场的传播是瞬时的,引力从空间中的一点传播到另一点不需要时间,或者说引力的传播速度是无穷大。
在爱因斯坦的广义相对论中,引力场(即时空弯曲)的传播速度与真空中的光速相同,都是c。爱因斯坦很快就弄清楚了这一点。因此,作为引力源的物质如果有运动,将使周围的引力场发生变化,也即时空弯曲情况发生变化,这种变化会以光速传播到四面八方。这就是引力波。
如果作为引力源的物质是球对称分布的,而且它只做球对称的膨胀或收缩,并且在胀缩过程中物质始终保持严格的球对称,那么它周围的引力场将不会发生变化。也就是说不会有引力波出现。科学家进一步认为,时空中不会存在球对称的引力波。但是,大家认为非球对称的引力波应该存在。只要物质的运动不是严格保持球对称,就有可能产生引力波。
爱因斯坦一开始也是这样想的。但是他后来在具体研究一类物体的运动时,却算出了这类非球对称的情况竟然也不产生引力波。爱因斯坦把他的论文投给了美国的《物理评论》杂志,这个杂志当时已是美国最重要的物理杂志,同时也是全世界最重要的物理杂志之一。……
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