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引力波,是引力产生的大波吗?

今天,他们都在说引力波。初中物理考过18分的我问,引力波是某种神奇的大波吗?


虽然物理知识储备和逻辑推理能力基本不能让我自主理解引力波的含义,但是没关系,我有科学家爸爸。我的物理学博士爸爸本着严谨认真的职业病态度告诉我,要正确地定义引力波,还是要看学术概念,


“广义相对论说:在非球对称的物质分布情况下,物质运动,或物质体系的质量分布发生变化时,会产生引力波。在宇宙中,有时就会出现如致密星体碰撞并合这样极其剧烈的天体物理过程。过程中的大质量天体剧烈运动扰动着周围的时空,扭曲时空的波动也在这个过程中以光速向外传播出去。因此,引力波的本质就是时空曲率的波动。”


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可惜,我读书少。他用我能理解的语言大概解释为:两个有质量的物质,在引力的作用下合体,所产生的能量叫做引力波。比如,陨石撞击地球神马的(不过两者质量相差甚远)。


100年前,爱因斯坦爷爷发表了广义相对论,过了一年,他在广义相对论框架内又发表了引力的作用以波动的形式传播的论证。


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在这100年间,人们基于爱因斯坦爷爷的广义相对论猜测和研究:时空的弯曲以及一些由时空弯曲,可能产生诸如黑洞、引力波、虫洞甚至时间机器的这些高深莫测的“东西”。


罢特,爱因斯坦爷爷说,引力波的效果太过微弱,他认为引力波在任何能想象的情况下都可以被忽略。


不过,经过全世界学霸们100年的努力,并利用“激光干涉引力波天文台”终于在今天证实了爱因斯坦爷爷的预言。来自美国的LIGO和欧洲的VIRGO引力波探测器所探测到的,是距离地球约13亿光年的两个大约30太阳质量的黑洞碰撞所发出的引力波。


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双黑洞系统想象图,来源于LIGO网站


“这个持续时间不到一秒钟的事件(GW150914)中,4对在真空中相距4公里的40千克的玻璃镜子的距离,以原子核尺寸千分之一大小的振幅振动了十几次。这样微乎其微的振动,被打在这些镜子上的100千瓦的激光读出,让人类第一次“近距离的接触”了黑洞。”


翻译过来是说,“13亿光年前,有两个恒星量级的黑洞发生了合并(它俩合并之前的质量分别是太阳的26和39倍),产生出了一个有太阳质量62倍辣么大、并高速旋转的黑洞,其所释放出的引力波经过这13亿年的时间抵达地球。”


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不觉明历。


爱因斯坦爷爷一定不知道,他的引力波理论被证实的这一天,正好是2016年中国新年的初五。他们说,希望引力波的存在可以为我们招来财神爷。


好了,说了这么多知识,我也是挺烧脑的。看看下面这个3分钟的视频能不能让你理解到底神马是引力波。


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