@ 2016.02.16 , 10:10
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引力波:宇宙的心跳

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像我们一样,如果你仍沉浸在人类首次找到爱因斯坦的引力波证据 - 这个过去一个世纪最大的天体物理学发现的激动中,你绝对会想去听听引力波的声音。这就像是宇宙的心跳 - 时空中的波浪和涟漪穿过激光干涉引力波天文台(LIGO)的声音。

“我们能听到引力波,我们能听到宇宙。”激光干涉引力波天文台科学协作的Gaby González告诉记者。“这是一种美妙的东西,我们不止能看到宇宙,还能听到它。”

那么我们在听什么呢?就像激光干涉引力波天文台团队解释的,他们捕捉到的引力波的信号是两个黑洞碰撞的结果,它们释放了比整个可检测到的宇宙多五十倍以上的能量,而且只持续了不到一秒。

LIGO把记录下来的信号转成了声波,在录像的第一部分里,你听到的声波的频率和引力波的频率完全匹配。在录像的第二部分,声波以更高的频率播放以更好的适应人类的听力范围。

“我们所做的就是得到真实的信号然后稍微改变一点频率,它还是真正的信号” González说。需要调整的是微妙的小小的打断信号的波动,无论你信不信,那是真实的引力波在黑洞碰撞时候周期性的峰涌。普通人该怎么去接受如此令人费解的东西?

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“天文台真正捕捉到的是当波干涉LIGO广阔通道中的激光带时一分钟的引力畸变 。” Becky Ferreira通过《Motherboard》解释说。“它只持续了20毫秒,频率是由人类头发宽度等同的精确度来衡量的。”

#LIGO每一条臂都包含一根钢制外壳的真空管,从一束激光中被分出的一半激光被置于远端的镜子来回反射。返回主楼之后,这半束的激光会与在另一条臂中传播的另外半束激光重新汇合。路经此地的引力波所造成的时空扰动所引起的任何臂长变化,都会改变两个半束激光汇合后所产生的明暗相间的干涉条纹。引力波会在一个方向上挤压空间,同时又在另一个方向上拉伸空间,这使得以直角张开两条探测臂的LIGO探测器灵敏度得以翻倍:当引力波穿过它时,一条干涉臂会先变长再变短,而另一条臂则相反,会先变短再变长。引力波也得以被捕捉到#

干脆让我们躺在地板上,嚼着一大块三明治,好好沉思一番人类在宇宙中的方位吧~

本文译自 sciencealert,由译者 一只咸鱼 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 40+1

  1. 3064003

    波与心跳…嗯…令人陷入沉思

    [43] XX [2] 回复 [0]
  2. 大虫
    @2 years ago
    3064006

    到底什么是引力波?

  3. 老药片
    @2 years ago
    3064008

    finally.

  4. 3064012

    引力,波。。。

  5. 3064015

    @大虫: 引力波是一种以光速传播的时空波动,是时空曲率的扰动以行进波的形式向外传递的一种方式。

  6. 3064020

    @大虫: 引力波是一种以光速传播的时空波动,是时空曲率的扰动以行进波的形式向外传递的一种方式。

  7. 笑爸
    @2 years ago
    3064034

    @大虫: 给你一个并不正确(也不错误),但是很直观的简易解释:首先,不必考虑引力的成因(不管他是不是时空扭曲)。然后想象一下两个一胖一瘦的人在你面前手拉手的旋转,胖的离你近的时候你受到的引力就会大一些(不管是经典解释还是广相的解释),转半圈之后瘦子离你近的时候你受到的引力就会小一些。如果你把自己受到引力的大小和时间画在一张坐标纸上,很明显这是一个上下摆动的波形图,可以马马虎虎的认为这就是“引力波”的一种不太正确的简单理解。多说两句:在经典力学里你可以用该双人系统的质心到你的距离发生了变化来解释这个波形(但你会遇到其他难解的问题),在广相里你可以认为这个波形产生的原因是因为时空涟漪传导而产生的(这种解释在相对论体系里是可以自洽的)。

    [53] XX [3] 回复 [0]
  8. 3064040

    建国后的宇宙不准成精

    [18] XX [2] 回复 [0]
  9. 湛影
    @2 years ago
    3064042

    @笑爸: 你说的我都懂,可是引力波是什么啊?

  10. 笑爸
    @2 years ago
    3064043

    @湛影: 尹丽,尹:姓氏,百家姓“和穆萧尹”;丽:女子常用名。尹丽波,就是美女尹丽的奶奶头。

  11. sandersyao
    @2 years ago
    3064062

    这么说来宇宙背景辐射除了微波 应该还有引力波 也许可以通过引力波来验证暗物质是否存在

  12. 3064064

    就像你扔个石子在水里会产生波纹,引力会因为质量的巨变在宇宙的空间产生波纹。

  13. 3064071

    @湛影: 就是当你和妹子面对面,然后你忽然发现你们之间的距离忽远忽近,于是你知道这是因为十亿光年以外有两个黑洞相撞,改变了你和妹子之间的空间距离。

    不过我不保证这样可以让你追到那个妹子。

    [15] XX [1] 回复 [0]
  14. 3064078

    然而有一天工作人员接收到一个引力波信号,翻译后显示了一个词:逃!

  15. 笑爸
    @2 years ago
    3064102

    @湛影: @湛影: 顺着我的例子说下去,对面两个人在跳圆圈舞,你把自己受到的引力在坐标纸上画成了一个波形图。那么,这个波形图是怎么来的呢?牛顿认为:这是因为两个舞者的质心在相对于你做圆周运动,距离的改变导致了你所受到的引力的变化,这种变化使你画出了一个波形的“时间-引力图”。但爱因斯坦并不这么认为,他认为:两个舞者做加速运动的行为直接“搅动”时空而形成了涟漪(就像两只筷子在汤里搅动出了一组水波那样)。你所画的波形,就是时空的涟漪。(所见即所得)。事实上,这两种解释都可以对你所画的那副波形图做出正确的解释。所不同的是,若果按照这个思路,经典体系对其他问题(具体来说就是以太悖论)的解释就行不通了;而广相则能够同时解释以太问题和你画的那张图。

  16. Snokye
    @2 years ago
    3064106

    第一个联想:除了电磁波和引力波能够在真空中传播外,大部分波如机械波只能在介质中传播。
    假如引力波的传播其实也需要介质呢?介质是什么?
    第二个联想: 波速与介质的弹性与惯性有关,光速是否是受到了传播介质的限制?
    第三个联想:如果能制造出一块真正的“真空”,是不是相当于在宇宙里撕开了一条口子?进而能够弯曲时空,却不会被宇宙内感知到?在“真空”中移动又是否能突破光速?

    疑问1:物质的本质是不是能量波?
    疑问2:意识是如何从无序的物质世界中产生的?

  17. 3064111

    看了半天 波在哪呢? 标题党!

  18. 3064122

    干涉光为人类带来了多少新知识!

  19. 3064124

    啾。。。啾。。。

  20. 一朵范先森
    @2 years ago
    3064134

    这tm不就是八卦啊

  21. 3064136

    讲了那么多视频呢

  22. 3064142

    @Snokye 这里没有介质。就好比光波的传播没有介质一样。引力波,其实就是空间本身的变化。

  23. 老蛋
    @2 years ago
    3064150

    意思是探测器钢管里的激光光束脱离空间独立存在?想象一下,如果这个探测器安装在一条船上随波逐流,还能探测水面高低吗?

  24. 弯仔
    @2 years ago
    3064152

    所以这玩意儿最终用途可能就是做一样叫引力炉的东西出来可以煮东西

  25. 3064156

    @老蛋: 不是,引力波确实会改变物体之间的距离。当然你用一般的尺子测不出来,因为尺子本身也在伸缩,但用光可以测出来。引力波袭来的时候,光速并没有变,因此用光来测量时就会发现到达时间变长或者变短了。

  26. 嘟嘟
    @2 years ago
    3064162

    引力波是时空的涟漪,那引力是什么?是时空本身吗?我晕了

  27. 笑爸
    @2 years ago
    3064168

    @嘟嘟: 不平坦的时空就是引力。

  28. pocapro
    @2 years ago
    3064183

    感觉过完年,智力有些下降,无法理解了。。。。。

  29. Chou水马桶
    @2 years ago
    3064184

    看懂了,每个字

  30. 李小猪
    @2 years ago
    3064267

    翻译过来是:快跑

  31. 玉山
    @2 years ago
    3064337

    引力波终于发现了,灵质相位仪应该不会太远了,虽然还有一千年时间!

  32. 3064387

    @Snokye: 你可以把空间视作一些格点组成的,这些格点之间的距离受引力的作用会变小,如果引力源发生波动,则其附近格点距离也会发生波动,而且这些波动会向外扩散。这个过程不需要介质,因为引力的传播不需要介质

  33. 3064433

    @Pstnk: 光速肯定是改变了,只是光的方向互成90度所以才被对比观测出来。

  34. 中野乌龙茶
    @2 years ago
    3064502

    煎蛋大神还是多啊

  35. 乱思
    @2 years ago
    3064685

    @<a href="#comment-3064006"@777: 我的看法是:你所说的传送那是错误的,那应该是推送扩散扩张,它本不是物体或物质而只是一种力体,一种可以扭曲光波音波种穿透任何已知的物体的一种力,也就是超高速旋转或极大爆炸而引发的超压力收缩产生的一股牵引力的扩张波,它的速度是否能与光速相比应该不能肯定,但它可以在一定的引力圈范围内扰动和扭曲光和空间,甚至可以吸走光和空间。按科学家们推论的可时光旅行,就把空间比作如一根木棍,两个端头有距离,如果用超级引的波从棍的中间对折,那么两个本有距离的端头就可变成0距离了,原本空间就有某种拉力,然后再收走引力,空间就又回到了原位。以上就是我个人对物理的理解。

  36. 因毛论调
    @2 years ago
    3064717

    @湛影: 波越大,对眼睛的吸引力越大,这就是引力波现象;所以引力波是引力很大的波的统称

  37. 乱思
    @2 years ago
    3064719

    我个人认为,所谓的引力波其实就是超引力的毁灭范围之外的余力,而并不是某些人所说的如水波等等,在这里的波应该只能个代意词。引力波应该就是空间在超高速旋转,或空间大爆炸而引发的收缩挤压而产生的一种吸引力,这种力可以在有效范围内消灭吸收任何物体物质包括光,在它的有效范围外就只算为它的余力,我便称其为引力波,此段它已无力消灭吸走某些物质物体,但它也许仍能扭曲空间和光。如按科学家们推论的空间旅行,应该就是:我们把水平线上的空间看作一根木棍,棍的两端有距离,用牵引力从棍的中间折拉,这样棍两端的距离就可为0,原本空间就有一种拉力或扩张力,当把牵引力收起来时扭折了的空间便又迅速地回到原位,这样我们便能以效少的步伐走超远的里程了。不过我也不能肯定我的推论与否。

    [0] XX [10] 回复 [0]
  38. yimiwuzhen
    @2 years ago
    3064978

    热胀冷缩等因素的影响如何排除?

  39. 3065037

    @yimiwuzhen: 有相距数千公里的两个完全相同的探测站,只有两个站探测到相同信号才行

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