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  • 1 # 郭哥聊科學

    LIGO就是萬有引力雷達

    傳統的雷達有聲音雷達和無線電雷達,這些雷達的共同特徵是能夠捕捉訊號源發出的訊號,透過天線收集後,對訊號的強度、波形的相位進行分析,就可以瞭解訊號源的種類和運動情況,實現對飛行物,比如飛機、人造衛星的跟蹤和定位。

    從這個角度來說,引力波探測器實際上完成的是相同的工作,它透過多次往返的鐳射,將反光鏡之間的引力波動導致的鏡面位置的變化,轉變成鐳射的相位變化,從而被探測器檢測到,它同樣能定位訊號源的某些性質,比如位置、距離。從數學角度,與無線電雷達並無區別。

    萬有引力雷達不止一臺

    LIGO是第一臺真正探測到引力波的探測器,但它並不是第一臺引力波探測器,也不會是最後一臺探測器。1916年,愛因斯坦首次提出引力波的概念,透過探測引力波,可以對廣義相對論進行實驗驗證。

    1960年代起,多個引力波探測器陸續被建造與啟用,並在探測器靈敏度上有不斷的進步。現今,這些探測器已具備探測銀河系以內與以外的引力波源的功能,是引力波天文學的主要探測工具。中國的天琴計劃,就是空間引力波探測計劃。

    為什麼沒有“引力波雷達”

    這裡說的雷達當然是狹義概念上的雷達了,就如現在的電磁波雷達探測飛機或者是火炮那種。這是因為,引力實在是一種太微弱的訊號了。你可能會想,這太反常識了,引力是如此強大,以至於,用盡全身力氣也不過能跳幾尺高,從超過2樓掉下來,人就有可能率殘、甚至摔死。

    然而,如果你把你的體重,與產生這個體重背後的地球作為背景來看的話,就不會這麼想了。你60公斤力的體重背後,是地球這樣一個龐大的星球對你的吸引力。這意味著,如果我們要探測一架飛機產生的引力,最少需要用整個地球這樣大質量的物質作為相互作用的天線。

    另一個原因是小質量物體引力波的波長太長了,什麼意思呢?就是說,對於我們常見的物體,甚至對於地球這麼大的天體來說,都會輕鬆繞射,不會產生任何漣漪。沒有漣漪(波動)如何探測呢?

    第三個原因是背景噪音太大。如果我們關注一下電磁波雷達你會發現,在空中飛行的物體很少,能強烈反射電磁波的物體就更少,這樣就很容易把飛行物和背景給區分開來。但是一架飛行中的飛機呢?它產生的引力波淹沒在宇宙星辰產生的引力波動的背景中,雖然天體距離我們都太遠,可是引力是一種能夠疊加的力。

    結束語

    雖然引力波雷達無法與電磁波雷達一樣用於跟蹤地球上的飛行器,但是引力波雷達可以作為一種宇宙學研究的手段。目前電磁波雷達可以探測到宇宙大爆炸之後20億年左右的宇宙,但是引力波雷達可以探測更早的宇宙,因為塵埃不能阻擋引力波。

  • 2 # 三個科學

    因為人類科技還沒有那麼發達,還沒有這個技術。

    首先來看一下雷達的原理,雷達主要分為兩種,一種是主動雷達,一種是被動雷達。

    主動雷達原理是雷達向物體發射電磁波,然後收集物體反射的電磁波,來判斷物體的大小、方向、速度。

    被動雷達原理收集物體發射的電磁訊號,比如紅外等,來判斷物體的大小、方向、速度。

    引力雷達怎麼製造呢?如果一架飛機飛在天空中,如果採用被動雷達的方式,那麼我們就要收集飛機引起的引力波動,但是引力太微弱了,尤其是質量小、距離遠的物體。

    引力常數為6.754×10^-11N·m^2/kg^2,所以對於小質量、距離遠的物體,很難探測到它的引力。

    正常戰鬥機質量15000千克,接收引力的雷達探測器不能太重,不然引起的變化不容易被觀測,如果雷達探測器質量為100千克,探測戰機的距離為200千米,則根據萬有引力公式F=G(m1×m2/r^2),可以簡單的算出兩者之間的引力為2.532×10^-15N。

    如此小的力引起的加速度是很微弱的。

    而且這裡有個矛盾,那就是為了獲得更大的引力加速度,我們的雷達探測器需要做到很小的質量,但是為了活得更大的引力我們的雷達探測器需要做到很大的質量。

    主動引力波雷達比被動雷達更難。

    所以以人類目前的科技來看,還很難製造出利用萬有引力的雷達。

  • 3 # 沿朔

    你這個問題就相當於不用核反應堆蒸饅頭一樣!引力波雷達可能僅僅是引力波用途的一個非常不起眼的作用,如果真的能夠運用引力波世界將會發生人類歷史上從來沒有過的巨大變革,做雷達格局太小了吧!能夠運用引力波人類就可以把宇宙控制住,要是搞破壞直接讓星體脫離原有軌道就像碰碰車一樣,在地球上可以通貨引力波冬天拉進太陽庫裡夏天拉遠距離,心情好了脫離太陽軌道再找一個恆星玩!還登什麼火星,直接把火星拽到地球表面10米處懸停弄個梯子5塊錢一次火星旅遊!

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