用于探测引力波的LIGO探测器(激光干涉引力波天文台)就是基于此建设的。三,我们受探测水平所限,也许没有探测到和引力波同步的短暴,这次地面在探测到引力波的同时,也探测到了大概持续2秒的伽马射线(电磁波)短暴,的确地面的探测器探测到伽马射线暴的时间比引力波晚1.7秒。
1、什么是引力波?如何探测引力波?旋转的钢笔会产生引力波吗?
引力波是科学家在以光线为直线的参考体系下发现的空间扭曲,是万有引力另外一种解释,其中质量越大,空间的扭曲越大。引力波跟质量大小有关,和物体的自旋状态无关探测引力波从日食发生(光线是沿直线传播的,根据最小作用量原理来的,光线发生“弯曲”,并不是光本身发生了弯曲,而是空间发生了弯曲)引力波的推想是爱因斯坦广义相对论提出的,于2016年,2月11号由两个黑洞合并传递的引力波被探测出来证实,期间经历了97年,有人会问,三维的空间怎么会向下凹陷下去呢,把凹凸的那部分当成平面之上的另外一个维度,就像二维的东西堆积会在第三维体现一样。
2、引力波是怎么被测量的?
首先要知道的是只有当大质量物体产生震动时,我们才能观测到引力波,那么如何观测引力波呢?引力波观测其实就是大质量如中子星黑洞这样的天体产生的震动传到地球,我们才能观测到,在引力波传递的时候,空间会被拉伸或压缩,但是我们无法用正常的尺子度量这种变化。因为测量的尺子也受引力波影响,也会产生拉伸或压缩,但科学家还是找到了一把不受影响的尺子——这就是光。
基于光速不变原理,当空间受到引力波拉伸时,光往返两点之间所需要的时间会更长,反之则更短,用于探测引力波的LIGO探测器(激光干涉引力波天文台)就是基于此建设的。他有两条长达四公里的锤子隧道组成,隧道内有高度真空的长管,用激光干涉测量长管的距离,当引力波穿过Ligo时,科学家能探测到光往返两条隧道的时间,呈现此消彼长的周期变化。
在美国境内,这样的探测器就有两座,2016年LIGO第一次对外宣布了,观测到了引力波LIGO这样庞大的设备即使不进行探测,日常的维护费用也是惊人的,很难想象该项目在之前的22年中没有任何发现,但是依旧维持运作,这样的坚持,在一个急功近利,张扬浮夸的社会,简直是不可想象的!所以说:“科学需要耐得住寂寞才能守得住繁华”,
3、LIGO探测到引力波比电磁波早1.7S到达,引力波是超光速传播吗?
引力波是100多年前爱因斯坦预言存在的,2015年被发现。爱因斯坦认为带质量物体加速度运动就会产生引力波,它是时空的涟漪,产生引力波的前提不只是质量加速,加速度也要随时间变化,听起来难以实现,但实际上所有互相绕转的双星系统都满足这些条件,因为它们在绕转的过程中向心加速度方向一直在变化,所以都能产生引力波,但是由于双星绕转的引力波辐射功率相对较弱,这些双星系统距离我们地球都比较遥远,就目前人类科学探测水平还无法探测到。
因此科学家预测目前只有极端天体的几种并合产生的引力波才能被我们探测到,分别是黑洞和黑洞并合、黑洞和中子星并合、中子星和中子星并合等,其中中子星并合产生的引力波会伴随有电磁对应体(短伽马射线暴),中子星并合产生短伽马射线暴模拟图黑洞这样致密天体的并合不会有电磁对应体,因为它的引力太强了,电磁辐射根本不会发出。
美国LIGO激光干涉探测器题目说的应该是美国激光干涉仪探测器LIGO于2017年8月17日探测到的两个中子星并合产生的引力波事件(GW170817),这次地面在探测到引力波的同时,也探测到了大概持续2秒的伽马射线(电磁波)短暴,的确地面的探测器探测到伽马射线暴的时间比引力波晚1.7秒。上图最后一栏对着上面的黑竖线是GW170817引力波信号,
前三栏是两个伽马射线探测器三个能段的数据,灰竖线后(两个中子星并合后1.7秒),一个持续2秒时间的伽马射线暴(GRBI70817A)被探测到了。这是为什么呢?答题区有的答友说引力波是直线传播,而电磁波是曲线传播,所以虽然都是光速传播,但最终差了1.7秒,这怎么可能?两个并合的中子星距地球有1.3亿光年,范围都超过本星系群了,这么远的距离,如果一个曲线传播、一个直线传播,最后何止差1.7秒?不过这也充分说明了引力波和电磁波都是以光速传播,引力波绝没有超光速,不会出现超距作用。