探究引力波(爱自然爱科学电子期刊)

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探究引力波1-目录2-引力波是谁提出的?3-引力波是什么时候发现的?4-引力波的观测意义是什么?5-引力波有什么作用?6-引力波的发现意义是什么?7-引力波是什么?探究引力波引力波是谁提出的?爱因斯坦在1915年提出的《广义相对论》中提到了引力场,他给出了比牛顿更完善的引力场方程,他的引力场方程可以获得如同电磁场一样的传播解,其波动传播速度是光速,依此爱因斯坦预言了引力波的存在。阿尔伯特▪爱因斯坦阿尔伯特·爱因斯坦(1879.3.14-1955.4.18)犹太裔物理学家。他于1879年出生于德国乌尔姆市的一个犹太人家庭(父母均为犹太人),1900年毕业于苏黎世联邦理工学院,入瑞士国籍。1905年,获苏黎世大学哲学博士学位,爱因斯坦提出光子假设,成功解释了光电效应,因此获得1921年诺贝尔物理奖,同年,创立狭义相对论。1915年创立广义相对论。爱因斯坦为核能开发奠定了理论基础,在现代科学技术和他的深刻影响下与广泛应用等方面开创了现代科学新纪元,被公认为是继伽利略、牛顿以来最伟大的物理学家。1999年12月26日,爱因斯坦被美国《时代周刊》评选为“世纪伟人”。美国科研人员2016年2月11日宣布,他们利用激光干涉引力波天文台(LIGO)于2015年9月首次探测到引力波。研究人员宣布,当两个黑洞于约13亿年前碰撞,两个巨大质量结合所传送出的扰动,于2015年9月14日抵达地球,被地球上的精密仪器侦测到。证实了爱因斯坦100年前所做的预测。。激光干涉引力波天文台(LIGO)1991年,麻省理工学院与加州理工学院在美国国家科学基金会(NSF)的资助下,开始联合建设“激光干涉引力波天文台”(LIGO)。探测引力波的机器(即激光干涉引力波天文台,简称LIGO)的主要部分是两个互相垂直的干涉臂,臂长均为4000米。在两臂交会处,从激光光源发出的光束被一分为二,分别进入互相垂直并保持超真空状态的两空心圆柱体内,然后被终端的镜面反射回原出发点,并在那里发生干涉。若有引力波通过,便会引起时空变形,一臂的长度会略为变长而另一臂的长度则略为缩短,这样就会造成光程差发生变化,因此激光干涉条纹就会发生相应的变化。LIGO全景•引力波的观测意义不仅在于对广义相对论的直接验证,更在于它能够提供一个观测宇宙的新途径,就像观测天文学从可见光天文学扩展到全波段天文学那样极大扩展人类的视野。•黑洞合并产生引力波广义相对论广义相对论是阿尔伯特·爱因斯坦于1915年发表的用几何语言描述的引力理论(发表于《普鲁士科学院会议报告》1915年,778-786),它代表了现代物理学中引力理论研究的最高水平。广义相对论将经典的牛顿万有引力定律包含在狭义相对论的框架中,并在此基础上应用等效原理而建立。在广义相对论中,引力被描述为时空的一种几何属性(曲率);而这种时空曲率与处于时空中的物质与辐射的能量-动量张量直接相联系,其联系方式即是爱因斯坦的引力场方程(一个二阶非线性偏微分方程组)。从广义相对论得到的有关预言和经典物理中的对应预言非常不相同,尤其是有关时间流逝、空间几何、自由落体的运动以及光的传播等问题,例如引力场内的时间膨胀、光的引力红移和引力时间延迟效应。广义相对论的预言至今为止已经通过了所有观测和实验的验证——虽说广义相对论并非当今描述引力的唯一理论,它却是能够与实验数据相符合的最简洁的理论。不过,仍然有一些问题至今未能解决,典型的即是如何将广义相对论和量子物理的定律统一起来,从而建立一个完备并且自洽的量子引力理论。引力波有什么作用?1、引力波可以作为曲率和跃迁引擎的探索方向之一跃迁引擎的原理是压缩路径的空间,而曲率则是改变自身周围的空间,引力波的证实则为这两种驱动实现提供了新的可能。如果实现了这两种技术,飞船、飞机的航行速度可达光速(即30万公里每秒钟)!可参考科幻小说《三体》2、引力波或许可以实现高维探索我们所接触到的力中,只有引力是跨维度的,如果说高维世界对低维世界有线索的话,那么引力波很有可能是高维空间对我们三维空间的线索之一。3、引力波或许可以用来制作时间机器现在理论上都是时间能被伸缩,但不能往回倒。但我们不妨将引力波对三维空间的影响扩大到对四维时空的影响,也就是说,说不定引力波可以影响时间哦。未来穿梭时空或许不再是电影中的桥段了。引力波有什么作用?4、引力波可用于信息传递我们成为多星文明甚至多星系文明后,光的衰减效应,或者更大范围说电磁波的衰减效应,定会影响到星球或星系间的通讯。既然离那么远的距离,用大型仪器都可以探测到引力波,引力波会成为最好的星系间通讯介质,将引力波编码加密,然后定向发射,效果会比现在用的电磁波好很多。可参考科幻小说《三体》5、引力波可做武器如果直接发射引力波,密度足够,足以摧毁一座甚至几座城市,威力不亚于核导弹。如果将引力波当做能源储存起来,那么这个能源容器同时也可以成为一个炸弹,毁灭星球该不成问题。引力波有什么作用?6、引力波可用于医疗可以通过编码和调频发送定向摧毁目标(如细菌、肿瘤等)的引力波。7、引力波可用于引力悬浮引力悬浮不同于磁悬浮的是,引力波轨道上的所有东西可能都会反重力,做运输用会浪费资源。反之,在交通工具上安装引力波发射阵列,则可以实现单体悬浮,或许悬浮汽车、悬浮自行车等就离我们不远了。宇宙黑洞引力波的发现意义是什么?引力波的发现意义重大,从科学意义上看,引力波可以直接与宇宙大爆炸连接。广义相对论中预言的引力波也可以产生于宇宙大爆炸中,这就是说大爆炸之初的引力波在137亿年后的今天仍然可以探测到。一旦发现了宇宙大爆炸时期的引力波,就可以揭开宇宙的各种谜团,甚至了解宇宙的开端和运行机制。引力波是什么?引力波也称重力波,引力波是爱因斯坦广义相对论所预言的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。如同电荷被加速时会发出电磁辐射,同样有质量的物体被加速时就会发出引力辐射,这是广义相对论的一项重要预言。引力波与流体力学中的重力波很相似,当液体表面或内部液团由于密度差异离开原来位置,在重力和浮力的综合作用下,液团会处于上下振动以达到平衡的状态。即产生波动。引力波则是由于空间质量和速度的变化导致空间产生的波动。宇宙大爆炸“宇宙大爆炸论”认为:宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。1927年,比利时天文学家和宇宙学家勒梅特首次提出了宇宙大爆炸假说。1929年,美国天文学家哈勃根据假说提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律,并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。现代宇宙学中最有影响的一种学说。它的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里,宇宙体系在不断地膨胀,使物质密度从密到稀地演化,如同一次规模巨大的爆炸。该理论的创始人之一是伽莫夫。1946年美国物理学家伽莫夫正式提出大爆炸理论,认为宇宙由大约140亿年前发生的一次大爆炸形成。上世纪末,对1A型超新星的观测显示,宇宙正在加速膨胀,因为宇宙可能大部分由暗能量组成。时空曲率时空曲率:按照广义相对论的解释,在引力场中,时空的性质是由物体的“质量”分布决定的,物体“质量”的分布状况使时空性质变得不均匀,引起了时空的弯曲。大致上讲,物质密度大的地方,曲率也就大。也就是说,“时空曲率”产生了引力,当光线经过一些“大质量”的天体时,它的路线是弯曲的,它将沿着“大质量”物体所形成的“时空曲面”前进。就像放在软床上的重球使床面弯曲一样。

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