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引力波是什麼?小朋友都能看得懂!

喵姐

最近銀河系發生了一件大事情,那就是人類終於發現引!力!波!

2017的諾貝爾獎典禮已經拉上了帷幕,此次諾貝爾物理學獎,頒發給了3名為了引力波探測做出重大貢獻的美國科學家

這隊才剛獲得諾貝爾獎的引力波團隊,於北京時間16日22時,向多國宣布成功探測到第一例雙中子星引力波事件,這是人類第五次觀測到引力波,並首次窺探到引力波的奧秘。

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而且,中國這次也參與了觀測引力波事件,全球僅有4台X涉嫌和伽馬射線望遠鏡成功檢測到爆發天區,而中國的空間X射線天文衛星慧眼望遠鏡便是其中之一。

此次,我國的科研人員也有重大發現。中子星合併是宇宙中,黃金銀等超鐵元素的主要來源地,藉助引力波探究中子星,人類可以窺見著一些元素,是如何在宇宙中產生的。

什麼是中子星?

中子星是恆星演變到末期,由引力坍塌發生超新星爆炸之後形成的。說簡單點,中子星就是恆星死亡之後留下的殘骸。

而當兩個非常重,緻密的天體相互繞轉時,就會產生引力波。兩個中子星很有質量,旋轉時就能產生引力波。

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聽起來好像非常洋氣啊~那什麼是引力波?

什麼是引力波?

在我們的牛頓眼中,這個世界的時間和空間都是恆定的。也就是「萬有引力定論」。

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我們站在陸地上仰望星空,對著天空星星月亮發誓許下多麼浪漫的諾言,然而,星星和星星之間不會發生任何浪漫的故事,就連整個宇宙也是毫無一絲激情。

而愛因斯坦則推翻了這個說法,他曾在相對論中指出,有質量的物體會使它周圍的時空發生扭曲!

比如現實中的埃及金字塔,重量巨大,引力也大,周圍的空間時間會發生彎曲,因此越靠近金字塔的人時間會變慢。

但小編只關心,站在金字塔下會不會延緩衰老呢?

又比方我們小時候玩的轉圈圈遊戲。兩個人手拉手,轉圈圈,而引力波事件,就是兩個質量巨大的天體在轉圈圈談著戀愛呢!

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那麼為什麼會相互轉圈圈,而不是直線前進呢?

其實就是的太陽和地球之間的關係。

在優酷上有這樣一個模擬視頻,藍色的橡皮膜,代表了太陽周圍時間和空間的場。同樣兩個質量大的物體,相互吸引,是因為「彎曲」的時空把他們湊到了一起~

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將不一樣質量的東西放在藍色膜上,質量大的砝碼代表太陽,質量小的球體代表地球。

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按理來說,小球應該會直奔陷下去的砝碼,為何又會旋轉呢?

主要還是因為這個代表太陽周圍時間和空間的場的這張藍色膜,是柔軟的,可變的,彎曲的,才會有這種情況出現。

這也就是為什麼地球是圍著太陽轉圈圈,而不是直線行走的原因。太陽巨大的質量把靠時空扭曲了,地球無法按照直線走!

兩個周圍扭曲震動的線,就是「波」

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隨著球體的震動,起伏.....向外傳播,產出的這些「波」,愛因斯坦命名為「引力波」。為了證明自己的理論,愛因斯坦也是想破了腦子,最終還是因為,「引力波」太渺小,或者距離太遠,而無法達到證明,無疾而終。

所以如今發現了這個引力波,著實是很驚喜,很意外的。愛因斯坦估計閉著眼睛也會笑了!

實際上中子星旋轉發出的這股引力波早些年是根本就探測不到,離我們非常遙遠,與我們距離約1.3億光年(光年是距離單位)。

1.3億光年是多遠呢?可以這樣說,當它們合併時,恐龍還在稱霸地球,如今這股引力波到達地球,恐龍已經滅絕好幾億年了。那麼要想真正探測到引力波,就必須由大質量的天體的極端運動,受到巨大的撞擊才行。

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天體劇烈活動引起的時空擾動,好比在浩渺的宇宙中央投下一顆石子,歷時10多億年漫漫星系之旅,時空的漣漪最終與地球邂逅1秒。

這麼多年,這股能量經歷了無數星系,終於來到了地球。兩顆中子星的合併,迸發出了最燦爛巨大的能量。

當引力波傳播到了地球,就會微微彎曲地球的空間。

如何探測引力波?

愛因斯坦對引力波的預言,由於觀測技術有限,一直未被證實。直到2015 年美國兩個天文台同時探測到引力波信號,人類才第一次觀測到引力波。

當然他們的探測設備很巧妙。由兩根相互垂直的,很長的真空管道構成,裡邊分別發射兩束激光互相干涉。

當引力波傳播到了地球,就會微微彎曲地球的空間。彎曲的形式是先向一個方向擠壓,然後再向另一個方向拉伸。這兩根真空管的長度就會發生變化,於是激光干涉產生的圖案也就會變化。

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這次的引力波後來被證實到,是13億光年外的兩個黑洞合體後產生的,並以光速傳播到了距離13億光年的地球。

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慢慢的,人們檢測宇宙的工具越來越精密,科技越來越發達。望遠鏡所能觀測到的很有局限,只能觀測到傳到地球上的光(電磁波),很多時候會被黑洞吞噬掉,或者被塵埃擋住,但是引力波不會。

所以引力波也算是直接觀察宇宙的一種工具了,還能觀察到宇宙出奇的狀態,是不是很牛逼啊!

引力波有什麼作用

嗯,我們能感受到的作用就是仰望星空,發現更美了!

實際上,宇宙就像一個水面,上面會有一點點水花,波紋,但是大體上是穩定的。突然有一天,某塊石頭掉進了水裡,水面就起了一些比較大的波紋。

我們就順著波紋一直觀察,我們通過波紋判斷,哪裡掉進了石頭。但是如果距離的比較遠的話,因為視野有限,我們是根本看不到的。

現在有兩顆中子星碰撞,離我們1.3億光年,我們用望遠鏡著實看不到那麼遠。但是我們可以通過監測對撞產生的引力波,來分析對撞的情況如何以及這兩顆中子星的情況,周圍變化的情況。

以此來分析,以後宇宙再大,再有黑洞,我們不用以正常的方式來探測,而是換一種角度一個方式,總之,宇宙探索又上了一個高度。

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引力波可以幫助人類洞悉整個宇宙的起源,通過引力波,人們有機會為大爆炸等一系列基本物理假設找到證據,到時候,人類會以前所未有的方式看到整個宇宙的力量。

在科學界的每一小步都不容小覷,就如同首位登月的阿姆斯特朗所言:這是我個人的一小步,卻是人類的一大步。我們也應為人類禹州市也探索的一大進步而喝彩啊!

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