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引力波是什么(图文)
2022-06-23

在宇宙中,有时就会出现如致密星体碰撞并合这样极其剧烈的天体物理过程。过程中的大质量天体剧烈运动扰动着周围的时空,扭曲时空的波动也在这个过程中以光速向外传播出去。因此引力波的本质就是时空曲率的波动。打个比喻,如果将时空看成一张大橡胶膜,用小球代替天体,被放在橡胶膜上时,球的质量会把橡胶膜往下压。这时,如果在旁边再放一颗球,两颗球分别造成的“时空弯曲”会让它们逐渐滚向对方。当它们互相加速运动时,产生的“涟漪”就是引力波。宇宙中大质量天体的加速、碰撞和合并等事件都会形成强大的引力波。由此,在物理学上,引力波被赋予如诗般的名字——宇宙中泛起的“时空涟漪”。

1915年,爱因斯坦提出的广义相对论,认识到引力是一种非常特殊的相互作用。广义相对论论证的一个重点就是,引力的本质是时空几何在物质影响下的弯曲。1916年,爱因斯坦又在广义相对论框架下发表论文,论证了引力的作用以波动的形式传播。这就是引力波的由来。引力波最初只是爱因斯坦的一个理论构想,来源于方程式的推导,而非真实的实验观察。

北京时间2017年10月16日22:00,LIGO-Virgo 科学合作组及全球各主要天文台同步发布重大天文学发现:首次直接探测到了由双中子星并合产生的时空涟漪——引力波及其伴随的电磁信号,正式编号——GW170817。此次发现也标志着人类历史上第一次使用引力波天文台和其它望远镜同时观测到了同一个天体物理事件,开启了期待已久的多信使天文学的新窗口,引力波天文学也为理解中子星的性质提供了电磁天文学单独所不能实现的新机会。