早上起来看到引力波于昨天被发现,很是激动。虽然是外行,还是学点东西吧。
引力波是加速中的质量在时空中所产生的波动。阿尔伯特•爱因斯坦在1916年提出广义相对论,认为引力是由于质量所引发的时空扭曲所造成,任何有质量的物体加速运动都会对周围的时空产生影响,其作用的形式就是引力波。物质在时空中运动时,附近曲率会随之改变;如果大质量物体运动,例如两个黑洞碰撞,所产生的曲率变化会像波一样向外传播,导致时空压缩、伸展。因此引力波的本质就是时空曲率的波动,也可以唯美地称之为时空的“涟漪”。
理论上,引力波在宇宙中无处不在,但非常微弱,只有像超新星爆发、中子星与黑洞等天体相撞,才会产生足够强烈的引力波。探测到引力波,是对广义相对论的实验验证。
根据广义相对论,一对黑洞在相互绕转过程中通过引力波辐射而损失能量,逐渐靠近。这一过程持续数十亿年,在最后几分钟里面快速演化。在最后时刻,两个黑洞以几乎是一半光速的超高速度碰撞在一起,形成一个质量更大的黑洞。
根据爱因斯坦的E=mc2公式,这个过程中一部分的质量转化成了能量,而这些能量在最后时刻以引力波超强爆发的形式辐射出去。
广义相对论和量子力学存在着根本性的矛盾,一直是现代物理学天际线上的一朵乌云。而极大质量和极小尺度的黑洞,是研究这一乌云最佳的着手点。引力波是唯一能深入探究黑洞的研究手段,作为物理学家,生于这个时代又是何其的幸运!所以说,引力波的探测,远远超出了检验广义相对论本身的意义。
2015年9月14日引力波的发现是科学史上的里程碑。这一非凡的成就,凝聚了太多物理学家的心血,也是多少人魂牵梦萦的所在。
发现引力波是对广义相对论的验证,但观测引力波的意义远远超出了对广义相对论的验证,这就好比发现电磁波是对电磁理论的验证,但观测电磁波的意义远远超出了对电磁理论的验证,而几乎构成了观测天文学的半壁江山。对引力波的直接观测开启了观测自然的一条全新途径,这才是此次发现的最大意义。