-
1 # 時間反演
-
2 # 自然風57778401306
引力波的發現就不再是個謎,還原了宇宙大爆炸理論的真實性,這個長達一百多年的疑問,終於得到了驗證,當然是具有劃時代意義的。前人提出來的問題,受環境的限制,讓後來者得到完美的解答,這就是科學的進步。既然發現了引力波的存在,怎麼從它來了明宇宙的開端,這又是一個新的問題,還需要時間,讓這種觀測手段走出試驗室,再去尋找新的證據。對於引力波的應用,或許它跟電波有些相似,將來對宇宙通訊有發展潛力,再經過未來幾代人的努力,在宇宙深空能找到人類的知己。
-
3 # 科普作家張軒中
2016年2月12日,美國鐳射干涉引力波天文臺(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory,LIGO)合作組宣佈,他們於2015年9月14日首次探測到了引力波,這個引力波來自一個質量為36倍太陽質量的黑洞與一個29倍太陽質量的黑洞的碰撞,然後併合為一個62倍太陽質量的黑洞,失去的3倍太陽質量轉化為引力波的能量。
隨後在2015年12月26日,2017年1月4日,2017年8月14日,LIGO又先後三次探測到黑洞併合產生的引力波。這更加確定了人類已經直接探測到了宇宙中除電磁波以外的第二種基本波。這既是對愛因斯坦廣義相對論的一個重大驗證,又是開啟引力波天文學新時代大門的鑰匙。
因此,在這個意義上來說,引力波的發現是劃時代的。這就好像電磁波的發現是劃時代的一樣,如果沒有電磁波,我們不能用wifi上網,甚至連電燈也沒有。
不過我覺得談論這個意義有點空洞。其實2017年諾貝爾物理學獎給引力波專案就可以證明這個東西是有意義的,否則也不會得獎啊。畢竟諾貝爾獎不是小孩子玩家家的遊戲,那獎只獎給對人類社會發展有進步意義的科學發現。
不過,對於老百姓來說,我覺得光談意義沒有什麼意義。我們應該做一些引力波的相關學習,對於已經掌握了開普勒三定律的人來說,可以去學習一下引力波的輻射強度的計算以及雙黑洞的啁啾質量(chirp mass)與引力波輻射頻率的關係。這兩個計算都跟引力波探測實驗密切相關,當我們瞭解了引力波輻射強度的計算,也就能瞭解引力波探測器靈敏度與它的聯絡;另外,我們可以從對引力波頻率以及頻率的變化率的探測中瞭解雙黑洞引力波源的啁啾質量。
回覆列表
我們的標準宇宙學認為宇宙起源於一次大爆炸,所有的東西都在這個爆炸之後相互遠離。所以哈勃在上世紀20年代發現了星系之間相互遠離,遠離的速度正比於距離。這個是大爆炸的後遺症。
但是這裡面存在一個還沒能解決的問題,就是因果關係問題。如果宇宙中的兩個點需要發生作用、有了關聯,那麼一定是一個點作為原因,另一個點作為這個作用的結果,因果資訊從一個點傳遞到另一個點,這個關聯就建立了,這叫做因果關係。因果關係的建立是需要時間的,這個速度最大就是光速。我們又知道,宇宙今天的年齡大約是137億年了,那麼我們就可以用137億年乘上光速,我們就可以知道一個最大的距離,只有在這個距離以內的兩個點,才來得及在宇宙誕生之後發生因果關係。超過這個距離的點來不及發生因果關係。
但是實際上卻不是這樣。觀測發現宇宙竟然在很大的尺度上都是均勻的,每個點似乎都商量好了一樣彼此保持一致,呈獻給我們一個非常簡單狀態的宇宙,我們不需要對每個不同的方向建立不同的理論。所以我們沒能解決這個因果的問題。宇宙膨脹的早期溫度很高,不同區域的溫度也有差異,但是今天的宇宙非常均勻。想做到這一點需要這些點之間相互作用達到熱平衡。所以有人猜測,是不是在宇宙剛剛大爆炸之後很短的時間裡,就發生了一次非常奇怪的劇烈膨脹,使得空間一下子增加了好多好多。
理論上說的這個劇烈的膨脹在瞬間改變了很多物理性質,我們叫做暴漲,inflation。由於暴漲,我們的宇宙才會變得每個點看上去都差不多的樣子。但這一直僅僅是一個預言,沒有實際的觀測證據。
如果這個暴漲是存在的話,會有引力波的輻射,這個輻射可以分解為兩種成分,分別是類似電場的E模式和類似磁場的B模式。因為前者有梯度沒有旋度,後者有旋度沒有梯度。E模式很容易被現有的理論解釋和觀測到。但是B模式很難觀測到。產生B模式有兩個機制,分別是暴漲,或者引力透鏡。引力透鏡產生B模式已經在去年被南極天文臺觀測到了。那麼如果還能觀測到新的B模式的引力波,就意味著暴漲理論是真實存在的。
題目中說的這件事,指的就是這個發現。這個發現的直接結果就是,證實了暴漲的存在,解決了今天的大爆炸宇宙模型的一些疑難問題,讓大爆炸宇宙模型更加牢固了。