【头条解析】单身狗们听说了吗?连黑洞都找到对象啦...

2016年02月13日 北美报告


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加拿大头条(微信ID:canadanews)编辑

人类科学的一大步!
美国当地时间2月11日上午10点30分(北京时间2月11日23点30分),美国国家科学基金会(NSF)召集了来自加州理工学院、麻省理工学院以及LIGO科学合作组织的科学家在华盛顿特区国家媒体中心宣布:人类首次直接探测到了引力波!

不过相信很多人的反应跟小编一样,“哈?你们在庆祝神马?”

不过不用担心,跟着小编以一种进阶方式慢慢了解一下“引力波”!

| 进阶1模拟引力波现象产生的小故事!

宇宙是一片海洋,无论在哪发生点啥事,都会产生能量一波一波传出去!比如这次的引力波,就是在遥远的天边,两个胖子星球合体,咣一声撞出来的能量,以波的形式,吭哧吭哧传到宇宙中。

这股能量跑了好多亿年,终于来到了地球,经过了你妈和你,于是你的时间和空间发生畸变抖动,具体表现是,你忽胖忽瘦,忽快忽慢。当然了,这个效应太弱,你是感受不到的。

想象一个果冻,放在桌上,然后在旁边猛拍一下,你就是这个果冻……

那么问题来了,为什么这两颗胖子星球在一起了呢?

| 进阶2引力波是以“时空扭曲”的形态进行传播的!

关于此,最有趣的一句网友点评,莫过于:十亿年前的一场风流韵事,十亿年后我们终于看到了那张被滚皱了的床单。

一对情人能够相互吸引,除了因为爱,还因为质量。

在爱因斯坦的描述中,有质量的物体会使它周围的时空发生扭曲(凹陷),物体的质量越大,时空就扭曲(凹陷)得越厉害。

如果你将时空看成一张大橡胶膜,然后往上面放一个你,那么你的质量就会把橡胶膜往下压,在旁近放一个你的情人,你可以看到这个景象:

质量接近的两个物体:


可以看到,两球分别造成的时空弯曲(凹陷),让它们逐渐滚向了一起。当然了,如果你女朋友问到“你为什么被我吸引”时,如果你回答“因为你重”,后果自负。

太阳和地球的关系也是一样道理,只不过太阳的比地球质量大得多,造成的时空扭曲也更大,所以看上去,地球在绕着太阳旋转——按照广义相对论的思路,“引力”只是时空扭曲必然带来的现象。

质量不同的两个物体


地球公转就这意思!

那么,当两个人加速跳起转圈舞的时候,他们周围的时空会发生什么?

你在上图看到的“时空扰动”,这种变化以波的形式向外传播,用听起来很厉害的说法讲,就是“引力波”,换文艺点讲,就是“时空的涟漪”。

换成质量巨大的系统,比如两个黑洞或两颗中子星快速绕转,它们产生的涟漪就厉害了——像这种致密双星并合过程,所释放的能量,远超太阳一生释放的能量总和。而这么大的能量,通常会集中在最后一秒内爆发——那一刻,整个宇宙中所有别的天体释放功率的总和都及不上它!

| 进阶3引力波,专指从星体或星系中辐射出来的波所引起的现象!

科学家这次探测到的引力波是由13亿光年之外的两颗黑洞在合并的最后阶段产生的。

两颗黑洞的初始质量分别为29颗太阳和36颗太阳,合并成了一颗62倍太阳质量高速旋转的黑洞,亏损的质量以强大引力波的形式释放到宇宙空间,传播速度跟光速一致,经过13亿年的漫长旅行,终于抵达了地球!

在两个黑洞相互接近绕转的过程中,根据广义相对论的数学物理推导,这是一个随时间变化的四极矩,因此会不断朝外辐射引力波,而引力波的辐射会把两个黑洞之间的引力势能降低,所以两个黑洞的距离会变小。

这是一个典型的正反馈过程,随着两个黑洞的距离变小,它们之间相互绕转的频率会变得更快,就好像是在舞池上的两个芭蕾舞演员,最后他们会抱在一起——这就是两个黑洞碰撞并合在了一起,这一过程会放出大量的引力波能量。

这一辐射的能量有多大,通过爱因斯坦的著名质能方程E=MC²计算可知,这相当于数以亿亿亿亿计的原子弹同时爆炸,其威力相当惊人,整个空间都在颤动。这一颤动也在13亿年后传到了地球——这就是目前LIGO探测到的引力波。

| 进阶4地球人发明了激光干涉测量的方法来测到了引力波!

引力波是被美国的“激光干涉引力波天文台”(LIGO)的两台孪生引力波探测器探测到。报道里说的那个“L”型的牛逼探测设备,其实就是用来测量长宽变化的,一旦出现变化,就说明引力波来了

横竖都是4km,你们感受一下。按照小编1千米最好成绩,跑完全程要28min……

引力波介绍及重大意义(第30秒左右正式开始)


| 进阶5从科学意义上看,引力波可以直接与宇宙大爆炸连接!

由于引力波与物质的相互作用非常弱,在宇宙真空的传播途基本不传播途基本不会像电磁波那样容易发生衰减或散射,它是唯一可以在高维时空中传递的波,通过引力波,去窥探宇宙最深处、最原始的奥秘了,甚至是看到宇宙的源头!

用网友的话说,靠引力波可以星际旅行了!

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。

| 结尾这一发现有望拿诺贝尔奖!

激光干涉引力波天文台执行总监雷茨说:“400年前,伽利略把望远镜指向星空,开启了现在现代天文观测的时代,今天我们所做的重要性可以与之比肩。我认为,我们开启了了解宇宙的一扇窗,一扇引力波天文学之窗。”

而对于此次公布的引力波探测结果,一些科学家也表示,这一发现“可以跻身过去25年最重要的宇宙学发现之列”,有望获得诺贝尔奖。

没办法想象我们每天在嬉笑怒骂的过着平凡生活的时候,科学家们在跟宇宙打交道做着伟大超前的研究工作,有一种很厉害的感觉!

黑洞偶遇到真爱,然后bigbang,真的是没有一点点防备!对此,2016届的高考理科生们表示:隐约感到害怕,考完了希望还是一条好汉!

| 网友热议

共济会青年导师:科技太可怕了!探测引力波这种技术现在还只能测大质量星体,设想:要是引入民用,能测小规模引力波。邻居晚上打开探测仪,发现我屋子里的引力场出现了波动!一个65kg和一个45kg的质量体的距离以每秒2次的频率相对震颤!振幅十几厘米!一看!引力波半分 钟后就停了!邻居怎么想我!我怎么面对我的邻居!

东土大唐三俗和尚:那么关注引力波显得很相信科学的样子干嘛,遇到点事你还不是怪水逆

南宫天穹:爱因斯坦预言了引力波、美帝进一步证明了引力波的存在,而我证明了引力波能使人看起来变胖......不是我胖了,是我在证明引力波的效应!

唱rock的小小李:以后人生失败,可以有三个借口了:1怪体制,2怪水逆,3怪引力波。

恶趣味的幸祉妈咪:引力波被证实存在,世界越来越像《三体》描述的那样,引力波传达了什么信息,难道是"不要回答!不要回答!不要回答!"宇宙间黑暗森林的状态可能存在,千万不要暴露坐标啊——

壮熊小熊狮:引力波具体意义不太清楚,物理学不是我擅长的领域。不过我知道也许就会像当年纳米现象一样,很快大街小巷出现引力波烫发、引力波无痛人流、引力波尿不湿、引力波净水杯,等等....



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