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引力波有什么实际意义?引力波有什么作用和影响【图解】

摘要:

引力波有什么实际意义?引力波有什么作用、用途?对人类生活有什么影响【图解】

  上篇文章为大家介绍了引力波是什么意思,这篇文章再为大家介绍一下:引力波有什么实际意义?引力波有什么作用、用途?对人类生活有什么影响。

  激动干什么,又不是地球毁灭

  这几天,天文圈暗流汹涌,世界各地70多家天文台联手发布重磅炸弹,搞得好多吃瓜群众们既心慌慌又心痒痒的,毕竟活了这么多年,很少看到这么多天文台一起搞大事,莫非是外星人真的要来了。小编已经有两个晚上没睡好觉了,以后没必要搞得这么玄乎,不就是发现了个引力波吗?还以为要天降祥瑞,或者是外星人正式登上人类历史舞台呢。但是,作为一个天文爱好者,我要悄悄地告诉你,此次引力波被证实后,LIGO的下一个目标一定是去勾搭外星人。或者说,这次发现的引力波就是外星人发送的,只是不能直接明了地告诉你而已,原因见后文。

  天文台的保密工作远远不如FBI

  北京时间10月16日22时,来自LIGO、VIGO和大约70个天文台的科学家代表们,在位于华盛顿特区的国家记者俱乐部,举行两场新闻发布会,公布关于引力波探测中的新发现和细节。

  在这场正式的新闻发布会之前,已有小道消息不胫而走,许多蛛丝马迹让人浮想联翩。今年8月19日,国外社交网站推特上,德克萨斯大学奥斯丁分校的J. Craig Wheeler曾跳出来激动地说:“LIGO新发现:引力波源自带光学对应体。惊呆!”(原文:New LIGO.Source with optical counterpart.Blow your sox off!)

  该消息发布后没多久,华盛顿大学西雅图分校的Peter Yoachim亦出来捧场,解释说这个引力波源的光学对应体位于水蛇座星系,距离地球1.3亿光年,估计是双中子星合并。之后这两位兴奋的仁兄就没下文了,销声匿迹,估计是暴露了内幕消息,被组织纪律严明的LIGO查了水表,唉,徒留下一群云里雾里,摸不着头脑的吃瓜群众!但也有聪明人士敏锐地嗅到了真相,毕竟,LIGO与引力波的关系一直都是“焦不离孟,孟不离焦”。

  爱因斯坦,伟大啊!

  引力波一直是爱因斯坦提出来的虚无之物,没有人见过,没有人能证明,没有人能检测到。就连爱因斯坦本人也想象不到,能通过怎样的方法探测到引力波,以至于他本人直到逝世前都还在怀疑黑洞的存在。

  自2015年以后,关于引力波的检测发现消息又陆续被放出,今年来自LIGO团组的科学家们更是由于他们在引力波研究方面的贡献而被授予了诺贝尔物理学奖。此次双中子星合并观测事件被最终确认,这样的探测标志着天文学的一个新时代即将到来:广袤无垠的宇宙空间对我们而言不再是只可远观而不能靠近的了,人们发现,自己就是星辰,点亮了深邃的宇宙之美。两个中子星旋转和合并期间所释放的巨大的能量、重元素、引力波和电磁波信号,成了一块块科学家们拼凑宇宙秘密的拼图,人类将直观地观察到天体运动是如何进行合并的,又是如何发散物质的,这是多么有趣!100年前就已经被广义相对论预测,爱因斯坦,伟大啊!

  引力波是什么?时空之涟漪

  爱因斯坦在广义相对论中是这样描述的:“引力波以光速迅速扩散,充满整个宇宙。”引力是由于质量所引发的时空扭曲所造成,任何有质量的物体加速运动都会对周围的时空产生影响,时空在伸展和压缩的过程中,会产生振动,这些振动就是引力波。这些波动,我们可以想象为将一块石子投入水中所掀起的涟漪,因此,引力波,它也个好听的名字,叫做“时空涟漪”。

  时空涟漪唯美的名字让人们想到的也许只是它曼妙舞动的韵律,但是它能够完美携带信息的特性在《三体》中发挥的淋漓尽致,“引力波天线”的存在拯救了处于危急存亡之际人类。在电影《星际穿越》中,男主角也通过引力波穿越时间和空间给女儿传递重要的信息,最后得以逃脱虚无的维度。作为地球上普通的人类一员,其实随时随地都遭遇来自宇宙中各种源头的引力波:无时无刻都在进行的高速运动的物体以及大质量天体在运动、碰撞中产生引力波,例如两个黑洞合并、中子星自转、超新星核塌缩等,假如这些大质量的天体在剧烈运动或者并合过程中释放的巨大能量能够以光的形式出现的话,那么即便它发生在10几亿光年之外,在一瞬间释放的光芒也比正午焦灼的烈日耀眼10000倍(不知道为什么,小编的24k钛合金眼睛突然有点疼)!

  血泪斑斑的探索史,引力波的科学意义

  人类科学界追寻引力波足迹的路程可是一段血泪史。引力波像光波一样具有不同的频率,目前人类主要运用B-模和激光干涉仪这两种探测技术,以至少相差15个数量级的频率搜寻引力波。

  宇宙微波背景辐射(CMB)是混沌宇宙发出的第一缕微光,如果引力波出现在宇宙微波背景辐射诞生时,将带来一个独特的漩涡状,出现光偏振中的卷曲,即称之为“B模”偏振。因此,“B模”偏振是引力波的间接证据。如果在宇宙微波背景辐射上看到了“B模”偏振分布,毫无疑问就是原初引力波的证据,那么“宇宙暴涨理论”将得到强有力的支持。科学家们将利用这些望远镜测量普朗克卫星测量范围之外的宇宙微波背景辐射,“B模”偏振的检测在未来十年内有望变成现实,这意味着,我们将可以通过B-模看见宇宙初生的婴儿模样,这是多么令人激动的事情呀。在亘古遥远的亿万光年之外,我们和宇宙,都是亲密相拥的星尘。

  引力波的意义还有更多:

  支持了广义相对论;

  支持了暴涨理论;

  支持了“微扰”量子引力;

  确定了张量、标量涨落幅度比值;

  确定了暴涨的能量标度;

  进一步限制了暴涨模型;

  开辟了引力波观测窗口,人类将更进一步地了解宇宙最极端的天体如何精确工作,同时,我们将开启一扇宇宙天窗,窥探藏身于引力波宇宙的秘密,与亿万星系的生灵建立起光年以外的联系。眺望我们浩瀚无垠的宇宙光景,聆听宇宙未知的声音,这是人类以前从未有过的。

  引力波和外星智慧生命

  在20世纪70年代,飞向太阳系之外的“先驱者”号和“旅行者”号探测器上,都搭载了金属制成的人类名片,在名片上,人类以图画的形式表示出了太阳系、地球所在的位置、男人和女人的形象。而在1974年11月16日,在波多黎各落成的阿雷西博射电望远镜利用电磁波向武仙座球状星团M13发出第一封“地球电报”,其中的内容共有1679个数学符号,包含着数学、化学、生物学、人类学和天文学等丰富的情报资料的图案。人类所做的一切,就好像是朝宇宙汪洋投掷出情深意切的漂流瓶,期待着能与未知的外星生命摩擦出奇妙火花。唉,宇宙太广阔了,人类太孤独了,我们的外星人大兄弟依旧迟迟不肯露面。

  无线电在星际通信中应该算是非常落后的技术,而引力波的独特稳定性,决定了它才是超远距离通信的基础。在可行性上,外星生命可能会倾向于用引力波来和其他星球文明进行通信,因此,人类认识宇宙需要从引力波着手——利用引力波中所携带的波源信息,获取数亿光年距离以上的文明消息,进而与之建立沟通!这意味着人类和外星人建立联系又进了一大步。这也是天文学家激动到爆炸,而普通人又一懵逼的原因,以后真的可以跟外星人直接联系了!

  这次引力波到底来自哪里?

  此次LIGO、VIGO和大约70个天文台的科学家代表们统一的发言是,位于长蛇座的NGC 4993星系中,双中子星合并引发新型引力波。

  距地球1.3亿光年的长蛇座内NGC4993星系,作为中子星可能不像黑洞那么大,但它们的质量可能高达太阳质量的数倍,它们几乎像黑洞一样密度紧凑,物理尺寸只有10公里左右。他们的频率特别是在合并的最后几秒钟,LIGO真的能敏感地探测到吗?这不是一个关于宇宙本身的问题,而是关于如何接近设计灵敏度的高级LIGO已经得到的问题。对于光来说如果物体的距离是10倍,那么它的亮度只有1/100,但对于引力波来说,一个物体10倍的距离有一个引力波信号,仍然是1/10。所以,有理由怀疑此次LIGO公布的引力波并非中子星的合并,而是来自XXX发射的信号……

  这可能是天文学家们这么激动的真正原因,但这样的事情不能直接公布,你承受得了吗?当然我这样的推测有点科幻,我们还是相信天文学家公布的权威资料吧。不过说实在的,按你们公布的这些消息看,我并不激动。引力波不是早就被证实了吗?

  不要回答不要回答

  此次科学家们能直接检测到天体引力波,将为很多学者打开一扇验证爱因斯坦广义相对论是否正确的大门。引力波方面的研究还将为人们对星星、银河系和黑洞的认知提供前所未有的新视角。如果哪一天人类使用引力波广播,并且能解析外星人的语言编码,你将怎么做?

  如果人类真的接收到来自外其它生命的引力波信号,你会回答它吗?

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