引力波的本質是什麼?質量波動對于時空的漣漪,它的本質還是引力,因此引力波的傳播速度也是也就是引力傳播的速度,它的速度是光速!
一、引力
愛因斯坦早在1916年提出的廣義相對論認為引力的本質就是質量在時空中的表現,是質量彎曲時空的一種表現形式,引力是時空彎曲的表現!而質量在彎曲時空内運動時則遵循彎曲時空的運動方式,這就是引力作用下運動的表現形式!
我們在觀測中有很多引力彎曲時空的現象,當然最最著名的一次是英國天文學家愛丁頓領導的1919年在非洲普林西比島的日食觀測。因為這次日食觀測到了太陽引力彎曲恒星光線,使得地球提早觀測到被太陽遮擋的恒星!
當然太陽的引力不沒有達到圖示中那麼大,愛丁頓領導在普林西比的三次觀測結果中平均值為1.61±0.30 角秒, 而巴西的天體照像儀底片分析結果是0.93 角秒, 小口徑望遠鏡的照片比對結果是1.98±0.12角秒,與愛因斯坦預言的1.75角秒有一些差距!愛丁頓和戴森讨論後以1.64角秒承認觀測結果!後1919年11月戴森教授在皇家學會和皇家天文學會上宣布觀測支持愛因斯坦的預言,太陽引力扭曲時空偏折光線的結論!
二、引力波
既然引力确實能夠彎曲光線,那麼質量的改變則會導緻波動的引力像波浪一樣向四周擴散,這就是引力波的來源理論基礎,但如何觀測呢?畢竟引力波到達地球後改變的也許就是一個質子的直徑,我們地球上再精确的設備也無法測量?
這是最早期測量引力波的“韋伯杆”或者叫做“韋伯棒”,韋伯曾經在1969年宣布成功探測引力波,但最後被證明不過是計算錯誤所緻!
LIGO的激光幹涉探測引力波原理,盡管其反射距離不過數公裡,但來回反射多次則遠超這個距離,因此精度将大大提高!
并且LIGO探測器被架構在一個反複阻尼防震平台,将自然界所帶來的震動減少到極限!功夫不負有心人,LIGO在2017年,天文學家終于探測到了雙中子星GW170817合并産生的引力波,将愛因斯坦的另一個預言畫上了一個圓滿的句号!不過在此次事件中有一個比較有趣的事實需要指出下,探測到引力波1.7S後才探測到了電磁波段中子星合并的信号,但這并不表示引力波超前于電磁波啊,而是中子星合并所産生的大量塵埃在早期差生了屏蔽效應而導緻電磁波晚一步到達!
引力波也不存在超光速現象,電磁波也沒有低于光速,兩者就是一對兄弟,大部分時候互不相幹,但在中子星或者黑洞合并時候才會同時出現,其實很多時候都是同時出現的,隻不過我們無法區分而已!
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