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  • 1 # 夢雲山人1

    謝謝!

    凡是力,都屬於不可見的暗物質,但可以感知。比如人的力,氣的力,磁的力。

    所以,我認為天眼無法看見引力波,只能夠感知。不過,被引力波驅動的有些物質,是可見的。這類似水力推動著樹葉一樣,其水力不可見,但樹葉的動可見。

  • 2 # 吳宇斌

    1916年,愛因斯坦基於廣義相對論預言了引力波的存在。引力波的存在是廣義相對論洛倫茲不變性的結果,因為它引入了相互作用的傳播速度有限的概念。相比之下,引力波不能夠存在於牛頓的經典引力理論當中,因為牛頓的經典理論假設物質的相互作用傳播是速度無限的。

    那麼,引力波是如何探測的呢?目前有兩種技術方案。

    一是LIGO,在美國的華盛頓漢福德(Hanford, Washington)與路易斯安娜州各安裝有一個鐳射干涉儀,就是麥克爾遜干涉儀。

      麥克爾遜干涉儀,在歷史上曾經因為驗證了以太不存在,從而導致愛因斯坦提出“在慣性參考系中光速是不變的”的基本原理,成為一個光學領域的經典儀器。 在紅外光譜領域,因為要檢測一些有機物的分子光譜,也使用麥克爾遜干涉儀。簡單地說,這種干涉儀內部有兩束光,如果這兩束光走過的路程一樣長,那麼它們重 逢的時候出現的干涉條紋中間是亮的,如果這兩束光走過的路程不一樣長,則出現干涉條紋中間部分就沒有原來那麼亮了。透過檢測干涉條紋中心的光斑亮度,引力波探測器LIGO可以知道光程有沒有發生變化?

    在實際工作過程中,LIGO的光路中的光線透過來回反射很多次,從而將光路變長很多倍,以此來有效提高檢測的靈敏度(精度)。

      引力波探測的精度是10^(-21),這個數字是 0.000 000 000 000 000 000 001,相當於測量地球到太陽的距離精確到原子半徑的大小。

      在實際的LIGO引力波探測器中,鐳射麥克爾遜干涉儀的干涉臂的臂長達到4公里,在多次反射後可以達到幾千公里, 這一干涉長度對引力波的中心頻率為100赫茲的訊號最為敏感。

    第二個探測似乎還處於方案階段。就是由天上的衛星組成的elisa計劃。在這個技術方案中,一共有6個衛星,它們的空間結構滿足一個正八面體的形狀,這個裝置與elisa的三顆衛星不同,是放置在第一拉格朗日點。這種八面體結構的優點是,可以消除衛星的加速度噪音以及衛星時鐘的噪音。

    那麼,貴州的中國天眼是做什麼的呢?

    “中國天眼”是目前世界上最大的射電望遠鏡,其主要用途在發現脈衝星、中性氫觀測、譜線觀測、尋找可能的星際通訊訊號等方面。

    兩者一個在光譜分析,一個在電磁波分析,彷彿不搭界嘛。

    在深入瞭解一下:

    LIGO引力波探測器100赫茲的引力波訊號對應了大致四個天體物理過程:

    第一種情況是緻密雙星的合併過程中發出的引力波,比如1到100個太陽質量的緻密天體(如中子星,黑洞)之間的合併過程就發 出這個頻段的引力波訊號;

    第二種情況是中子星的自轉,當一箇中子星的質量分佈不對稱的時候,它有一個隨時間變化的四極矩,這個時候也會輻射出這個頻段的引 力波;

    第三種情況就是burst過程,就是一些短期的爆發源,比如超新星爆炸過程,時間很短,其引力波訊號也很不規則,其頻率也在LIGO引力波探測器的 探測範圍內;

    第四種情況就在宇宙學方面,早期的宇宙大爆炸會有隨機的引力波背景,這個極早期的漲落現在比較難探測,但也在LIGO引力波探測器的探測範圍內。

    而引力波事件同時也會伴生電磁輻射,這就是引力波電磁對應體。那麼,電磁輻射探測應該來說就是“中國天眼”的工作範圍了。

    加入了一些自己的分析,不當之處,請方家不吝賜教。

  • 3 # 朋友的小屋

    從射 電望遠鏡 到脈衝星,從引力波到蟲洞理論……美國物理學家、諾貝爾獎得主約瑟夫·泰勒2在貴陽市第一中學的報告廳裡,與貴陽多所中學的學生暢聊起神秘的宇宙時,總是提到一個關鍵詞———FAST。FAST是500米口徑球面射 電望遠鏡 的英文簡稱,這個目前世界上最大的單口徑射 電望遠鏡 已經正式投入使用。它的投入使用為人類探索宇宙,開闢了一個嶄新的空。

  • 4 # 靈渠攝影

    天眼能否發現引力波,首先我們先來了解一下什麼是引力波。

    廣義相對論告訴我們,在非球對稱的物質分佈情況下,物質運動或物質體系的質量分佈發生變化時,會產生引力波。它是一種以光速傳播的時空波動,如同石頭丟進水裡產生的波紋一樣,引力波被視為宇宙中的“時空漣漪”,宇宙中大質量的天體的加速,碰撞和合並等事件才可以形成強大的引力波。由於距離地球十分遙遠,傳播到地球時變得非常微弱,因此人類要想探測到引力波是十分困難的。

    人類首次探測引力波是上世紀60年代,由馬里蘭大學物理學家韋伯首先提出的一種共振型引力探測器。該探測器由多層鋁筒構成,直徑1米,長2米,質量約1000千克,用細絲懸掛起來。1968年,韋伯宣稱他探測到了引力波,但後來的重複實驗都一無所獲。到上世紀70年代,加州理工學院的物理學家萊納.魏斯等人意識到用鐳射干涉方法探測引力波的可能性。該方法探測器靈敏度要求非常高,直到上世紀90年代,如此高靈敏所需技術條件才逐漸趨於成熟。

    鐳射探測引力波基地

    那麼世界最大的中國天眼射電望遠鏡的工作原理是怎樣的?

    中國天眼是接收天體射出的無線電波的射電望遠鏡。它由兩部分組成:一面或多面無線和一臺靈敏度很高的無線電接收機。天線所起的作用相當於光學天文望遠鏡的透鏡式反射鏡 。接收機的作用是把天線傳來的無線電波放大,並轉變成能用儀器記錄的訊號或對無線電波進行拍照。是觀測和研究來自天體的射電波的強度,頻譜及偏振等量的基本裝置。

    而檢測引力波的話則需要以光為基準。

    因此被動接收來自宇宙深處的無線電訊號的射電望遠鏡是很難探測到引力波的。

  • 5 # 自然風57778401306

    射電望遠鏡是收索探測遙遠宇宙星空的電磁波訊號,引力波屬於能量的微波背景輻射,或許不帶電子成份,理論上是發現不了的,工作性質不一樣,這樣回答對嗎?

  • 6 # 餘世鋮

    在這個動畫中,終結的中子星轉向死亡。引力波(蒼白的弧)會流出軌道能量,導致星星靠近在一起併合並。隨著星星的碰撞,一些碎片在幾乎以光速移動的顆粒射流中爆炸,產生了短暫的伽馬射線(洋紅色)。除了為伽馬射線供電的超快速射流之外,合併還會產生較慢的移動碎片。由合併殘餘物的積累驅動的流出物迅速褪色紫外線(紫色)。碰撞之前從中子星上清除的一大堆熱的碎片產生可見光和紅外光(藍白色透過紅色)。後來,一旦向我們噴射的殘餘物已經擴大到我們的視線範圍內,那麼X射線(藍色)被檢測出來。這就是科學家發現引力波的原理

  • 7 # 靈遁者國學智慧

    導讀:關於引力,引力波,引力子的理論和猜測有很多。引力和其他三種力的統一理論也是這樣。一起來看看關於這些問題的探索。

    深度剖析引力,引力波,引力場的本質及四種基本力的統一概述

    兩個關鍵點:1、引力與其他基本力的關係,這裡選擇了電磁力作為突破口。2、四種基本的力統一說明。

    再者物理宇宙書籍《變化》中其實宏觀的,尤其對相對論的理解要比量子力學的理解多的多。所以有必要不斷增加對量子力學的說明。來佐證反覆強調的觀點——愛氏廣義相對論可以和其他三種基本力融洽!

    可是為什麼我們失敗了那麼多次,沒有成功的統一四種基本力。每一次的失敗,都是為下一次成功做鋪墊。鋪墊多了,新的條件出現了,新的想法出現了,問題就迎刃而解了。

    我們現在已經知道了時空是時間,物質,空間一體化組合。且引力的本源就是時空!也就是說引力是時空性質。

    那麼據此就很明顯了,四種基本力【引力,電磁力,強力,弱力】中最根本的是引力!

    之前所有的理論都不曾論述四種基本力誰是最重要的,最根本的。也就是說在我的理論中引力是最根本的,最重要的力。

    除了引力,其他三種力都已經被統一在規範場論理論內了。但其實引力在量子領域依然對粒子是有作用的。只是我們通常在量子力學範圍內認為這種引力作用微乎其微,所以忽略不計。

    顯然這種忽略不計是不嚴謹的。而且認為宇稱不守恆,不確定性原理,自發性破缺等都與引力是有關係的。引力扮演了一種“擾動”的角色。

    這就是說明了引力是宇宙中根本性的力,是一種時空性質。還有比這個更廣的力嗎?沒有! 也就是是其他三種力在時空範疇內,而時空性質的根本體現就是引力。

    從哲學角度來說,在處理各種力的關係問題的時候,我們往往要以引力為主要矛盾來分析各種現象和狀態。另外三種力作為次要矛盾來考慮。

    從最新的研究作為切入點開始。先來看看什麼是引力波,引力又是如何被發現的。先來看看下面這張關於引力波的圖片說明。

    透過圖片我們知道了,引力波是一中時空漣漪。透過波的形式從輻射源向外傳播,這種波以引力輻射的形式傳輸能量。在1916年 ,愛因斯坦基於廣義相對論預言了引力波的存在。引力波的存在是廣義相對論洛倫茲不變性的結果,因為它引入了相互作用的傳播速度有限的概念,即光速。

    相比之下,引力波不能夠存在於牛頓的經典引力理論當中,因為牛頓的經典理論假設物質的相互作用傳播是速度無限的。

    在2016年2月11日,LIGO科學合作組織和Virgo合作團隊宣佈他們已經利用高階LIGO探測器,已經首次探測到了來自於雙黑洞合併的引力波訊號。

    2016年6月16日凌晨,LIGO合作組宣佈:2015年12月26日03:38:53 (UTC),位於美國漢福德區和路易斯安那州的利文斯頓的兩臺引力波探測器同時探測到了一個引力波訊號;這是繼 LIGO 2015年9月14日探測到首個引力波訊號之後,人類探測到的第二個引力波訊號。[2]

    為了詳細讓大家瞭解後面要給大家講述的理論,就有必要對引力波的具體探測工作有了解。我們以上圖中劉博洋博士的論述來作文字展示。

    兩個質量分別是26和39太陽質量的恆星級黑洞。互相旋轉,最後合併。黑洞合併產生了非常大的碰撞,所以我們遙遠的地球觀察到了引力波。

    這個過程分為三個階段。

    第一個階段: 兩個黑洞的引力波頻率從30Hz開始,這在引力波天文學中是比較低的頻段,但這意味著黑洞是15Hz軌道頻率。再具體點就是這兩個黑洞分別是30和36太陽質量。每個半徑大概是100公里左右,距離是1000公里左右。每秒種互相轉15圈。

    第二個階段:到兩個黑洞合併的時候,引力波頻率達到100Hz,軌道頻率50Hz,就是每秒轉50圈。這個時候兩個黑洞已經快成一體了,兩個黑洞“中心”的距離大概是200公里。

    第三個階段:這個合併的黑洞繼續扭曲震盪,形成一個新的,旋轉的黑洞。這個黑洞的質量是63個太陽質量。其中有三個左右的太陽質量在碰撞中消失,以引力波的形式向外擴散!

    再回到《變化》引力的本源理論——引力是時空性質。時空是能量的時空。所以在沒有大質量天體擾動的情況下,時空漣漪是很難被探測到的。雖然我們就處於在時空中。有種“不識廬山真面目,只緣生在此山中”的感覺。

    在這裡再次強調引力不是時空彎曲產生的,引力是時空性質——是時空產生引力!

    彎曲是假象。因為時空背影是彎曲的,引力可以使得時空彎曲!但不是時空彎曲產生了引力!是時空能量,是時空產生了引力!這就是為什麼只要是具有質量的物體都具有引力。因為引力就是一種時空性質,任何有質量的物體無法脫離這樣的時空法則。從宏觀到量子層面都是這樣的。

    所以就很明顯了,引力波是時空的漣漪,那麼什麼是引力場? 時空就是引力場,很顯然這樣的引力場是全域場。這和現有的引力場定義有根本區別。

    其實不難理解,引力是時空性質,引力場自然也是時空性質。它們的區別就是時空線上,面,體的不同表現,但都是出於同一時空性質!

    所以引力場的定義就是:引力場是一種全域性的時空性質,其場強度和能量物質分佈及運動速度成正比關係。

    關鍵詞:全域性,物質能量分佈,運動速度,正比關係。

    所謂全域性是指從理論上來講引力場是整個時空的性質,那麼它的廣度就是時空所在處必然存在引力場。

    物質能量分佈該怎麼理解,在整個時空中物質能量的分佈是不均的,引力場強度自然就是不同的。雖然是理論上是全域性的場,也就是瀰漫整個宇宙。但是從微分思維出發,由於這種的物質能量的不均性,我們可以把全域場劃分為N個局域場。

    但要清楚這種劃分是人為的,是為了更好的研究引力理論而設想的。

    那麼局域場與局域場之間的關係是咋樣的?很明顯是與物質能量的分佈成正比,與它們之間的距離的平方成反比。

    再這裡提醒大家,引力和引力場作用的傳遞速度都是光速。這個已經在前面章節中論述過了。

    很多人可能會問,為什麼不在引力場的定義的中加入“與距離平方成反比”這樣的描述,而在區域性引力場中就加入了這樣的描述。 我上面說了,引力場應該是全域場,是一種時空性質,。只有當你去測量具體物體,具體天體,具體星團的引力的時候,可以區分他們的距離——即物體之間的距離。也就是至少有A和B兩個質點。

    這樣我們把牛頓引力定理就引了出來:任意兩個質點有透過連心線方向上的力相互吸引。該引力大小與它們質量的乘積成正比與它們距離的平方成反比,與兩物體的化學組成和其間介質種類無關。

    數學公式表述為:F= GMm/ r^2。G為引力常數,等於G=6.67×10⁻¹¹ N·m²/kg²。

    顯然牛頓的理論是一種“靜態”引力理論,是一種絕對時空理論。愛氏的廣義相對論是一種“動態”的引力理論,是一種相對時空理論。這是愛氏先進的地方。

    也就是說牛頓的引力理論有侷限性,不適於高速運動的物體。因為相對論效應,高度運動的物體質量會增大。如果牛頓認為質量是不因運動速度變化的,那麼自然就不會認識到這點。

    這也是我為什麼重新定義質量。就是將質量回歸能量的本質。然後用能量來定義質量。即:質量是物體在相對時空中的一種物理屬性,物體所蘊含能量的多少是物體質量的量度。

    這樣就把質量始終放在相對論時空下的質量了。 那麼牛頓萬有引力定理錯誤了嗎? 其實不能說錯誤了,是不夠究竟,和不準確。這在人類認識宇宙世界過程中必須要經歷的。

    引力場,引力的本源都是時空。引力波就是時空的漣漪。在這裡要提出電磁波的概念。引力波和電磁波是不同的。引力波是時空的漣漪,電磁波是電磁場產生的。他們的關係我們會在後面詳細剖析和論述。

    現在有一個最大的問題是引力場,引力,引力波的本源都搞清楚了。那麼我們問了:引力子存在嗎??

    上面給大家介紹了引力波被探測到的過程。黑洞在合併的過程會損失若干個太陽質量,這些太陽質量以能量的形式震盪開來,被我們檢測到,即引力波。

    就是說時空也是能量時空,引力和引力場的本源就是能量時空。它是一種時空性質。引力波就是時空的巨大變化引起的,不像電磁波那樣。

    引力的傳播不需要介質,也就是說引力波的傳遞不需要介質。時空是一種能量時空,能量的傳遞不需要介質,這就是為什麼引力和引力波的傳遞不需要介質。但它們傳播的速度是光速,不是超光速!

    否則一個反問就把我們自己困住了,這個反問是:如果引力,引力波的傳播是超距作用,也就是說傳播不需要任何時間,那麼人類還可以檢測到引力波嗎?? 顯然是不可能的!

    既然引力,引力波,引力場的本源都回歸於能量時空,那麼所謂的引力子就是能量的最小單位——能量子。

    那麼最小單位的能量是什麼,存在嗎?就目前的研究是不存在的!就是說沒有最小能量單位的說法,沒有這個定義!

    所以說引力子這個東西的探究需要謹慎,極有可能竹籃打水一場空。因為引力是時空性質。時空是能量時空,所有的一切都是構成能量時空的物質。

    摘自獨立學者,詩人,作家,國學起名師靈遁者科普書籍《變化》

  • 8 # 深空電報

    引力波是時空漣漪,LIGO探測到的其實時空的極其微小波動,而天眼是射電望遠鏡,探測的是電磁波。電磁波和引力波是完全不一樣的東西,除了速度接近之後,完全沒有可以畫上等號的地方,顯然天眼是探測不到引力波。目前的問題在於天文學家希望透過引力波知道黑洞到底是不是來自恆星,是否有可能在宇宙中本身就存在。

    無論原始黑洞是否存在,或是宇宙早期演化的一種方式,那都是不同於標準宇宙學模型的,研究人員也認為這兩項研究都是非常重要的發現。例如,把原始黑洞歸於一類的實體被稱為MACHOs,或為大質量緻密天體。一些科學家提出,暗物質這樣看不見的東西被認為構成了宇宙的大部分質量,可能是由MACHOs組成形成原始黑洞。對原始黑洞的探測可支援這一想法,而缺少探測則會引起懷疑,

    在紅移值大於40黑洞合併中,唯一可能的解釋就是宇宙的非高斯特點。在標準宇宙學模型中,早期宇宙中的物質波動是由高斯機率分佈描述,合併檢測可能意味著物質波動偏離了高斯分佈。(注:高斯分佈又叫正態分佈,正態曲線呈鍾型,兩頭低,中間高,左右對稱。非高斯指的是一個隨機變數機率分佈形式的對稱性和陡峭性,分別被稱為偏態和峰態。偏態描述的對稱性是相對均值而言,指機率密度分佈曲線是否相對均值對稱,而峰態所描述的陡峭性是相對高斯分佈而言,指機率密度分佈曲線是否更為陡峭或平緩。)

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