引力的传播速度是光速,科学家是如何测量出来的?
万有引力最先是在牛顿的经典物理学中提出的,由于限于当时的时代,没有将引力当作场来对待,而到了爱因斯坦的时代,物理学进步了许多,从而提出了相对论,更准确的解释了引力。

在爱因斯坦的相对论中,光速是恒定的,并且是不可超越的,但在宇宙间能够达到光速的不仅仅只有光,还有引力、磁场和电场,同样它们也能以光速进行传播。按照牛顿的经典力学来说,引力是瞬间作用的,不过爱因斯坦却认为引力波与光速一致,而后来终于有科学家们证实了引力波的速度,与光速达到了一致。

什么是引力?
首先提出万有引力的是牛顿,在他看来引力可以描述成两个物质之间的吸引力,不过后来爱因斯坦提出了广义相对论,这与牛顿持相反的态度,他主张引力并不是一种单纯的力,它其实是物体弯曲时空的结果,虽然现如今的宇宙天体运行都受到万有引力的制约,但是很明显它是已知的基本力中最弱的一个,尤其是在分子和原子尺度上。

如果把一个物体从地上提起来或向上运动,这其实就是在抵消地球的引力,并且在分子和原子水平上,引力相对于其他几个的基本力来说几乎没有任何影响。但引力与其他的基本力作用范围不同,它的作用范围可以延伸到无限远并且还能够无限叠加,而且其强度和质量分布有着密切的联系。
换句话来说就是只要在一定的空间内不断增加质量,引力的强度就也能够无限增加,因此我们可以毫不夸张的说是万有引力造就了恒星、中子星、黑洞等等。

试想一下,如果一个物体能够浓缩到自己质量的史瓦西半径中时,那么最弱的引力就会变成最强的力,并且还能把进入其范围的一切撕碎甚至吞噬掉,即使是具有最高速度的光也是无法从里面逃逸出来的。
什么是引力波?
爱因斯坦预言引力波在1916年,爱因斯坦首先预言了引力波的存在,他认为引力波其实是由宇宙中某些最剧烈和充满活力的过程所引起的波纹,而且他的数学曾经计算表明巨大的加速物体会破坏时空,从而使时空会有起伏“波纹”并向远离源的所有方向传播,更厉害的是这些宇宙波将会以光速传播,并携带有关其起源的信息以及有关引力本身性质的线索。

但在当时并没有任何证据能够证明引力波的存在,直到1974年才出现了证明引力波的第一个证据,这就要从两名天文学家在波多黎分别使用阿雷西博天无线电台说起,这两位天文学家通过这个电台发现了一个双星脉冲星,而这个双星脉冲星辐射发出的波正是广义相对论预测的这种系统应该辐射出的引力波,这和爱因斯坦在相对论预测到的引力波相似。

因此天文学家们便开始测量恒星的轨道如何随时间变化,皇天不负有心人,经过八年的观察他们可以确定,如果恒星发出引力波,它们正以广义相对论所预测的速率精确地彼此靠近,这进一步的证实引力波的存在,但是这些都只是间接的接触来证实了引力波的存在。

直到2015年9月14日,激光干涉引力波天文台物理竟然感应到了时空的波纹,并且这个波纹是由两个相距13亿光年的碰撞黑洞产生的引力波引起,这使人们更加确定了引力波的存在。
如何观测引力波?
引力波探测仪是目前为止最精确的测量系统,为了检测到引力波这种在时空中只有微小的扭曲现象,物理学家们使用了一种称为激光干涉仪的仪器。
聚焦光束会被朝着不同方向发送在两组镜子之间来回反弹后被送到检测器,如果在这个过程中的引力波经过干涉仪,那么反射镜之间的距离会发生微小的变化,而这个变化就会被探测仪转化为两个信号之间的测量差异。

由于来自引力波的信号是比较微小,而受到还会有一些噪音干扰,为了增加引力波对于背景噪音的可检测性,激光经过的路径就会很长。
激光干涉仪引力波观测台(LIGO),这个仪器是为了隔离来自于地面上引力波引起的干扰,探测器被挂在空中,为了进一步的避免检测错误,LIGO有两个探测器(一个在华盛顿州汉福德,一个在路易斯安那州利文斯顿),在两个探测器上观测到了只差距几毫秒的具有基准特性的信号。

引力的传播速度为光速是如何测量出来的呢?
测试引力波其实是非常难得,因为它们到达地球时已经变得非常微弱了,所以对引力波的检测需要极高的技术条件,而国际上目前通行的引力波测试仪器是激光干涉计。但还有一种间接测试引力波的方法。
引力与物体的质量有关,一个物体的质量越大,其产生的引力也就越大,而黑洞是宇宙中质量最大的天体,所以当科学家们探测到引力波的时候,一定是在宇宙中出现了两个质量很大的天体发生碰撞,可能是黑洞,还有可能是两颗中子星发生了碰撞。因此我们可以间接地利用中子星来对引力波进行探测。

由于中子星会发出比较规律的超高精度脉冲,而通过这一特点,我们也可以测量由引力导致的脉冲星脉冲周期的变化,来估算出引力波变化的上限,以确定引力波的传播速度,这种间接对引力波传播速度的测量已经探测到引力波的探测速度在2.993×10^8米每秒到3.003×10^8米每秒之间。
大家都在看
-
你能想到最恐怖的宇宙真相是什么? 我能想到最恐怖的宇宙真相,不是异星来客,不是黑洞吞噬万物,亦不是战火焚尽星河,而是 宇宙,正以不可违逆的温柔,将我们变成一座绝对孤岛。它不摧毁我们,它只是让我们,被忘记。 在标准宇宙学模型里,暗能量是一 ... 宇宙探索10-16
-
今天上午十点我坐飞碟到月球修好了玉兔一号,十一点回到家 今天上午十点钟,我登上自己亲手制造的飞碟,点火起飞,直奔三十八万公里以外的月球。我的目标很明确,去月球正面虹湾地区,看一看沉睡多年的玉兔一号月球车,幻想亲手把它修理好。飞碟飞速穿越漆黑的太空,很快就抵 ... 宇宙探索10-08
-
新发现!探索附近29颗行星,科学家发现2颗可能存在科技的星球 最近,科学家对太阳系附近29颗潜在宜居行星做了系统推算,推算其可能存在高级文明的概率。相关研究于26年9月22日发表在《国际天体生物学杂志》。对于寻找外星生命,我们一直默认:行星越古老,生命演化的时间就越长 ... 宇宙探索10-06
-
畅想星际探索的未来 人类能在火星上开辟新家园吗?星际远航的航天器从地球启程,补给站该在哪安营扎寨?人类将以何种方式,开启这场跨越星辰的壮丽旅程?不妨大胆想象一下,多年以后,或许人类将凭借“荧惑探针”对火星实施精准的“针灸 ... 宇宙探索09-19
-
仰望深空十载 展现开放姿态:“中国天眼”为全球宇宙探索贡献力量 新华社北京9月12日电 《参考消息》近日刊发文章《仰望深空十载 展现开放姿态:“中国天眼”为全球宇宙探索贡献力量》。全文如下:星河垂落,群山低伏。“中国天眼”,这枚被苍翠山峦托举望向天际的巨大眼窝,正将一 ... 宇宙探索09-15
-
人类探索宇宙70年,最后发现要回的"家"根本不在地球 ——从星尘到星尘,你的小我才是唯一的牢笼来都来了,点赞收藏转发评论关注一下吧,下次更新平台通知你。你有没有过这样的时刻——加班到凌晨走出写字楼,抬头看见一颗星星,突然觉得自己像一粒被风吹散的沙子?房贷 ... 宇宙探索09-12
-
韦伯望远镜拍到的宇宙深空照片,到底有多震撼? 2022年,美国NASA正式公布了詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的第一批宇宙深空照片。照片一经公开,立刻轰动全球。因为人类第一次如此清晰地看见了宇宙深处。很多人看到照片时,都会觉得那只是一些漂亮的“星空图片”。但 ... 宇宙探索09-11
-
《无人深空》“宇宙”更新已上线:正式迈入第二个十年,改变探索宇宙的方式 Hello Games宣布,《无人深空(No Man's Sky)》“深空斗兽场(COSMOS)”更新正式上线,对深空环境本身进行了大刀阔斧的重塑。为庆祝《无人深空》十周年,全新的周年庆远征也将带领玩家回顾过去十年间的40多次重大 ... 宇宙探索09-11
-
光速到底有多快?为什么人类几乎不可能达到光速? 光速,是宇宙中目前已知最快的速度。它每秒大约能跑30万公里。这个数字有多夸张?如果一道光绕地球飞行,只需要0.13秒左右,一秒钟就能绕地球七圈半。人类最快的高铁、飞机,甚至火箭,在光速面前都慢得像蜗牛。就连 ... 宇宙探索09-10
-
旅行者一号和二号:人类飞得最远的探测器,真的飞出太阳系了吗? 1977年,美国先后发射了两艘探测器——旅行者一号和旅行者二号。当时,没有人能想到,这两台看似普通的机器,竟会成为人类历史上飞得最远的“宇宙使者”。它们的任务原本是探索太阳系外侧的几颗巨行星,包括木星、土 ... 宇宙探索09-05
相关文章
- 仰望深空十载 展现开放姿态:“中国天眼”为全球宇宙探索贡献力量
- 人类探索宇宙70年,最后发现要回的"家"根本不在地球
- 韦伯望远镜拍到的宇宙深空照片,到底有多震撼?
- 《无人深空》“宇宙”更新已上线:正式迈入第二个十年,改变探索宇宙的方式
- 仰望深空十载 展现开放姿态——“中国天眼”为全球宇宙探索贡献力量
- 光速到底有多快?为什么人类几乎不可能达到光速?
- 旅行者一号和二号:人类飞得最远的探测器,真的飞出太阳系了吗?
- 黑洞到底是什么?掉进去的人会怎样?超大质量黑洞有多可怕?
- 中国空间站有多厉害?看完真的会为中国航天骄傲
- 金星为何高温如炼狱,火星能否成为人类新家园?
- 王威廉分享作品《火苗照亮宇宙:暗生命传奇》:以科幻为炬,探索宇宙奥秘
- NASA罗曼空间望远镜成功发射,将绘制宇宙地图探索暗物质
- 人类探索宇宙奥秘(堪比登天)为什么国家还是不惜代价去研究呢!
- 宇宙加速膨胀之谜:探索宇宙的极秘密
- 银河系到底有多大?如果人类想走出去,可能要飞上几十亿年
- 探索宇宙的奇迹!中学生深度参与研制的卫星升空了🚀🌌
- 用数字 4 帮助小学生探索宇宙的无穷奥秘
- 《射电望远镜:探索宇宙的神秘之眼》编辑手记
- 探索宇宙真相,揭秘意识的秘密
- 人类登月的壮举与探索宇宙的征程
热门阅读
-
中国十大元帅之死,多高寿而善终(林彪叛逃而死) 07-11
-
因果报应真实事例,做尽坏事必遭天谴 07-11
-
中国51区秘密基地,窃密必被抓(抓住就杀头) 07-11
-
这6个神奇天体有很酷的名字 06-01
-
全球人口减少可能带来的六大教训和好处 07-18
-
离太阳最近的十大恒星排名,宇宙最大十大星球 04-12
-
创生之柱是什么?(创生之柱给予了许多恒星生命) 12-25
精选文章
- 预言2030年太阳将休眠,恐怖的千年极寒将来临
- 2025年宇宙探索大爆发!月全食、火星冲日等,这些天文奇观别错过
- 黑龙江50万年死火山苏醒, 内含15%电量的巨大岩浆囊
- 中国空间站离地球有多少公里有多大,400公里/大约有110立方米 ...
- 中国古代四大凶兽,四大神兽vs四大凶兽谁更强
- 中国“天宫”空间站将在2022年前后建成 呈T字型有三个舱段最多可驻留6人 ...
- 误会一辈子!破伤风其实是一种细菌跟生锈铁完全没关系
- 新冠病患康复后,可能“精子减少或无精”
- 中国长征五号B遥一运载火箭全貌曝光 本月底在海南文昌航天发射场进行首次发射 ...
- 美国同步空间态势感知项目(GSSAP)军事间谍卫星多次秘密靠近俄罗斯和中国的航天器 ...
