在今年10月份国内外科研机构同时准确的探测到了引力波的存在,这是人类第五次探测到引力波信号,之前被探测到的四个引力波信号来自于黑洞的合并,而这次探测到的引力波信号则是来自1.3亿光年外两颗中子星的并合。
中子星合并产生引力波
引力波被解释为时空的涟漪,爱因斯坦在广义相对论中预测:黑洞合并产生的引力波将会以光速迅速扩散到整个宇宙。我们都知道,引力是由有质量的物体加速运动对周围的时空产生的扭曲而形成的,当时空扭曲,在传播过程中,时空在不断的伸展和压缩,因而产生振动,这些振动类似于将一块石头扔到水中所引起的波动。
时空涟漪
讲到引力波,大家更加关心的应该是它有什么用途,下面我们来总结下引力波到底有什么用。
(1)上面我们说到引力波是一种振动,因此有振动就会有频率,引力波具有不同的频率,和光波类似,引力波目前只能用B模和激光干涉仪进行探测。如果宇宙微波背景辐射诞生时出现一个引力波,那么引力波将会卷曲光偏振,也就是我们所说的B模偏振。B模偏振是引力波存在的间接证据,这使得宇宙暴涨理论得到强有力的支持,科学家们可以通过B模偏振看见婴儿宇宙的初生模样。
宇宙大爆炸
(2)引力波的发现证实了爱因斯坦的广义相对论。引力波是爱因斯坦在广义相对论中提出的预言。一直以来,广义相对论在各个方面都比较适用,除了引力波和虫洞理论还没得到验证外,广义相对论就是一个完美的理论,如今引力波的发现又给广义相对论接上了一条腿,往后我们就期待着虫洞的发现给广义相对论接上另一条腿。
广义相对论
(3)引力波的发现证实了宇宙膨胀理论。在宇宙大爆炸初期,宇宙膨胀的速度被认为是超过光速的。但是由于空间自身在膨胀,因此这与爱因斯坦的理论并不冲突。一直以来我们无法了解宇宙大爆炸初期宇宙是什么样的,如今引力波的发现可以更好的解释大爆炸初期发生了什么,这将开启一个新的研究领域。
(4)引力波的发现加快了大一统理论的完善。我们都知道,自然界一共四种力:电磁力、引力、强力、弱力。其他三个力早已经被发现并统一起来,而唯独引力一直以来是科学家头疼的领域。因此引力波的发现对实现大一统理论具有很重要的意义。
(5)引力波的发现将开辟一个引力波观测窗口,一些宇宙最极端的天体的工作状态将被进一步探索。这个窗口将窥探藏于宇宙中引力波的秘密。
外星人会用引力波和我们联系吗?
(6)引力波将帮助人类发现外星生命。引力波的稳定特性决定了它具有超远距离通信能力。理论上,高级外星生命有可能会通过引力波来和地球联系,人类每探测到一次引力波都要好好利用引力波,分析提取波源所携带的信息,从而获取远距离宇宙文明的信息,从而与外星人建立联系。那么请问:如果人类真的接收到高级文明的引力波信号,人类会给它回信吗?如果回信了地球位置会不会被知道,从而导致地球覆灭?
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