引力波的定义是什么

2024-05-10 05:46

1. 引力波的定义是什么

引力波存在于时空中,既四维世界中。他是唯一能跨越不同维度的作用力,即:他能影响三维世界所处的的第四维:时间。再继续介绍引力波之前我们先来了解一下爱因斯坦的广义广义相对论。广义相对论告诉我们两个基本信息,首先我们所处的时空和宇宙是三维空间加一维时间所构成,即:某个时间,你处在某个位置,这些信息,构成了你所处的时空。其次,他还告诉我们:你或者物质如何运动和发展取决于你们所处的时空的性质,比如时间过得快还是慢,反过来,你所处的时空,会因为这个时空里的物质质量的大小发生变化或弯曲 比如:质量极大的黑洞,会对其周边的时空产生巨大影响,让其时间过快或变慢。如果物质是静止的,那么它对周边时空产生的影响就是恒定的,但如果它是运动着的,他对周边时空产生的影响就是处在不断变化中的。从高中物理我们就可以知道变化的电场和磁场,能够产生电磁波。同样变化的引力也能产生引力波,这种导致运动中的物质对其周边时空产生影响的就是引力波。这就好像在清澈的湖水,中有一条静止不动的船,此时湖面不会有任何变化的,但如果船开始滑动它就会在其周边形成阵阵涟漪和波纹。引力波也是如此。因此,人们通常又称引力波称作“”时空的涟漪”。
不过考虑到质量小的物质对其周边的时空的影响微乎其微,完全可以忽略不计。因此,现在说的引力波通常都是指质量极其大,如:太阳 黑洞or脉冲星等星体所产生的引力波?甚至来自宇宙大爆炸时期的原初引力波。引力波不是没有被观测证实,而是没有直接观测证据。间接方法已经确认引力波的存在,1993年诺贝尔奖就是这个。引力波速度是光速,是理论能推出来的。8分钟后会“看到”太阳消失”,是因为“太阳消失”这个事情的光椎,8分钟后才到达地球。即便4分钟的时候已经中断联系,“中断”这件事情,也仍然要再过4分钟后才能传到地球,让地球变轨。结果还是8分钟,仍然不是光速的2倍。

引力波的定义是什么

2. 引力波的介绍


3. 引力波的介绍


引力波的介绍

4. 引力波的定义是什么?

引力波的发现意义重大,从科学意义上看,引力波可以直接与宇宙大爆炸连接。广义相对论中预言的引力波也可以产生于宇宙大爆炸中,这就是说大爆炸之初的引力波在137亿年后的今天仍然可以探测到。一旦我们发现了宇宙大爆炸时期的引力波,就可以揭开宇宙的各种谜团,甚至了解宇宙的开端和运行机制。因此也有这样的说法,如果引力波的发现被确定,那么几乎可以肯定会入选诺贝尔奖。1993年的诺贝尔奖就是授予了间接发现引力波存在的科学家,当时两位科学家泰勒和赫尔斯对脉冲星双星系统PSR1913+16进行研究,发现其系统内有两颗中子星,它们快速围绕对方公转,最终发现了引力波间接证据。
一旦我们发现了宇宙大爆炸时期的引力波,就可以揭开宇宙的各种谜团,甚至了解宇宙的开端和运行机制
2014年3月,BICEP2望远镜科学家称发现了宇宙大爆炸时期产生的原初引力波,这个发现瞬间轰动了世界,科学家在宇宙微波背景辐射中探测到B模偏振,认为这是原初引力波的证据。这个发现不仅意味着我们探测到引力波,而且还发现大爆炸时期的引力波,更令人惊讶的是根据这个理论我们甚至可以推出平行宇宙的存在。不过,很快BICEP2望远镜的发现成果被否定,科学家验证后发现是银河系的尘埃对观测形成干扰,这个发现是错误。
由此也可以看出,引力波对于现代天文学而言是多么重要,一旦发现引力波直接证据,我们就能够通过这个途径观测并研究它,进而揭开宇宙深层奥秘。
激光干涉引力波天文台的发现再次让引力波成为公众焦点,引力波的理论提出很早,但我们至今没有发现。引力波的基础理论来自广义相对论中的引力辐射理论,相对论中预言了引力波会产生于强引力场的天体事件。有趣的是宇宙中的强引力场天体非常之多,比如超大质量黑洞合并,脉冲星自转、超新星爆发等都是引力波的强有力来源。引力波与电磁波天文学又有不同的地方,比如引力波无法通过电磁辐射直接观测,引力波与宇宙中物质的相互作用是非常微弱的,可以传播至很远的宇宙空间。
引力波的探测目前仍然存在困难,科学家认为引力波尽管有间接的证据显示其存在,但直接证据缺乏。在过去十多年内,科学家通过毫秒级脉冲星信号的筛查来发现引力波,但是也没有结果。对此科学家也提出了几种可能性的解释,比如引力波或位于高频段上,中子星合并产生的引力波需要利用灵敏度更高的探测器进行观测。这也是为什么激光干涉引力波天文台每隔一段时间要升级的原因,如果在这个频段没有新的发现,就要继续升级。

5. 引力波是什么?


引力波是什么?

6. 引力波是什么

人们熟知的万有引力的本质是什么?牛顿认为是一种即时超距作用,不需要传递的“信使”。爱因斯坦则认为是一种跟电磁波一样的波动,称为引力波。 电荷被加速时会发出电磁辐射,同样有质量的物体被加速时就会发出引力辐射,这是广义相对论的一项重要预言. 1959年,美国马里兰大学教授韦伯发表了证实引力波存在的消息,这引起了世界物理学界一阵狂热的激动。事情是这样的,韦伯等人制造了6台引力波检验器,分别放在不同地点进行长期的检波记载。结果发现在各台检波器上都记录到一种相同的、不规则的“扰动”,并证明它并不是由声学振动、地震、电磁干扰或宇宙线干扰等引起的,因此,他们认为“不能排除这就是引力波”。之后,许多国家的科学家采用各种方法企图证实宇宙深处的同样“来客”,但终未得到肯定的结果,于是激动之余,人们便只能叹息罢了。 射电天文学的蓬勃发展为物理学家们新的探测途径。射电望远镜的探测本领比光学望远镜强得多,美国天文物理学家泰勒等人在1974年,靠着射电望远镜发现了一个双星体系——脉冲射电源(PSR1913+16)。按照广义相对论计算,双星互相绕转发出引力辐射,们的轨道周期就会因此而变短,(PSR1913+16)的变化率为-2.6*10 -12。而在1980年,他们也是采用精密的射电仪器,由实验行到观察值为-(3.2±0.01×10 -12,与理论计算值在误差范围内正好符合。这可以说是引力波的第一个定量证据。上述消息传开,引起物理学界的极大震动。科学家们信心倍增,为欢迎引力辐射这位宇宙“娇客”将开展更为广泛的探索研究。因为对引力波的探测不仅可以进一步验证广义相对论的正确性,而且将为人类展现出一幅全新的物质世界图景,茫茫宇宙,至个有物质,到处有引力辐射

7. 什么是引力波

引力波也称重力波,引力波是爱因斯坦广义相对论所预言的一种以光速传播的时空波动,是时空曲率的扰动以行进波的形式向外传递的一种方式。如同电荷被加速时会发出电磁辐射,同样有质量的物体被加速时就会发出引力辐射,这是广义相对论的一项重要预言。
引力波与流体力学中的重力波很相似,当液体表面或内部液团由于密度差异离开原来位置,在重力(gravity force)和浮力(buoyancy force)的综合作用下,液团会处于上下振动以达到平衡的状态。即产生波动。引力波则是由于空间质量和速度的变化导致空间产生的波动。
LIGO在2016年2月11日宣布“探测到引力波的存在”,引力波将帮助研究人员探测其它神秘而强大的宇宙事件,施茨说:“引力波具有很强的穿透能力,因此它们可使我们直接观测到超新星爆炸、伽马射线暴和其它大量宇宙隐藏秘密的更多信息。”

什么是引力波

8. 引力波是什么

定义:广义相对论预言的引力场的波动形式。其传播速度等于光速。

引力波的主要性质是:它是横波,在远源处为平面波;有两个独立的偏振态;携带能量;在真空中以光速传播等。

详细说明:
关于万有引力的本质是什么,牛顿认为是一种即时超距作用,不需要传递的“信使”。爱因斯坦则认为是一种跟电磁波一样的波动,称为引力波。引力波是时空曲率的扰动以行进波的形式向外传递。引力辐射是另外一种称呼,指的是这些波从星体或星系中辐射出来的现象。电荷被加速时会发出电磁辐射,同样有质量的物体被加速时就会发出引力辐射,这是广义相对论的一项重要预言。