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引力波到底是什麼?愛因斯坦的預言被證實,宇宙中確實存在引力波
2023/02/16

綜述

科學推動著人類文明的進步,如果沒有科學的話,或許我們還停留在火種時代,和外面那些靠捕獵為生的野獸沒有多大區別。

其實如果我們足夠了解人類世界的科學史就會發現:科學的發展雖起源于千年之前,但如果真的到了技術爆炸的年代,不過短短兩百年而已,也就是說我們用200年超越了先人千萬年的歷史,這就是科學魅力之所在。

在近代諸多出色的科學家中,愛因斯坦無疑是天花板類型的存在,他的科學眼光即便是到現在也沒有幾人能夠超越,那被時代限制的思維只能以預言的方式將知識傳遞給后人,這其中就包括引力波。

引力波到底是什麼?當年愛因斯坦提出引力波的概念時,那些已經在學術界非常著名的科學家也是一頭霧水,但現在他的預言已經被證實,宇宙中確實存在引力波。

引力波真的存在嗎?

在牛頓經典力學為我們構造的世界體系中,引力波是絕對不可能存在的,因為經典引力理論告訴我們:時間和空間具有絕對性,在宇宙這一平面中,時間是勻速流淌的、空間是勻速綿延的。

宇宙雖然在持續擴散中,但保持的一般規律不會改變,這也是為何人類能夠平穩生活在地球的主要原因。

但愛因斯坦不這麼想,在愛因斯坦的世界中,宇宙并非是平坦無際的平面,在恒星之間的能量傳遞過程中,宇宙的時空發生扭曲,進而被壓縮成曲面。

愛因斯坦在撰寫的廣義相對論曾這樣描寫引力波:「引力波以光速擴散,充滿整個宇宙,引力被認為是時空彎曲的一種效應,有質量的物體會使其周圍時空發生扭曲,物體的質量越大時空扭曲的就越厲害……時空在伸展和壓縮的過程中會產生振動,這些振動就是引力波」。

可能這番理論讓我們常人很難理解,舉個最簡單的例子:如果我們朝一片平靜的湖面投擲石子,那這石子會快速沉底,并在湖面上產生陣陣漣漪。

現在我們可以把湖面認作為宇宙、石子認作為星球,那些漣漪就是引力波!

可以說,只要是存在于宇宙中的兩個有質量的物體發生加速運動,其運動過程中一定會產生引力波。

雖然這種說法有可供支持的理論,但在愛因斯坦生活的年代,科學技術的發展是有瓶頸的。

天體物理學家們無法去探測引力波的存在,或許是巨大的星球運動距離我們太過于遙遠,人類無法感知;距離我們近的物體在加速運動時產生的引力又非常小,即便它在人類身邊發生,人類也很難感知的到。

久而久之,物理學界都開始懷疑引力波是否真實存在,或許即便是愛因斯坦這樣的物體大神也有錯誤的一天。

引力波最終被證實

後來的結果告訴我們,愛因斯坦并沒有錯,錯的是那個時代的科學,不具備任何的檢測手段。

在十三億年前,在宇宙中曾有兩個黑洞在漫長的旅途生涯中發生碰撞,兩個黑洞都是質量極大的存在,其中一個的質量相當于36個太陽,另一個相當于29個太陽。

最初這種碰撞合并是悄無聲息地,但隨著兩個黑洞的距離越來越近,二者的加速度也會越來越快,它們互相圍繞對方旋轉將近數百萬年,最終合并成了一個超級黑洞。

值得一提的是,超級黑洞的質量并不是兩個黑洞質量之和,其中有部分能量在運動過程中朝外散去,也就是以光的速度向宇宙傳遞出引力震動。

十三億年后,也就是2015年9月14號,終于有檢測機構察覺到了這股引力波動,它證實了百年前愛因斯坦預言的正確性。

只不過由于宇宙范圍太大,即便是有中子星在相互發生劇烈運動,其釋放的引力短時間內也很難到達地球。

引力波被證實后,我們就能更好地去看待眼前的這個巨觀宇宙,此前想必大家都有很多疑問,為何人能夠在地球表面行走而不會在其自轉時被甩出去?

那是因為萬有引力的存在;為何星球能夠在宇宙中漂浮而不是持續下沉?那是因為引力場的存在。

正如愛因斯坦預言的那般,宇宙并非波瀾不驚的悠長平面,它是有一定曲率的彎曲,越是質量大的恒星,其制造的曲率空間也就越大,可以說引力壓垮了宇宙的平面,讓其變得波瀾起伏,將星球托起來不讓其下沉。

此前人類在觀察天體運動時,總是習慣性地將目光注視在天體本身,而忽略了其周圍空間在天體運動時又會發現了怎樣的變化。現在科學家們對于引力的監測正好彌補了這方面的空白,引力能夠開拓人類的視野,并進一步揭示宇宙的真實圖景。

結語

科學是神秘但又有趣的話題,人類文明的進步需要科學的持續探索,也需要科學家的不懈努力。

我們習慣將科學家們稱之為天才,那是因為在他們的眼中世界或者說宇宙又有著另一番圖景,他們的眼中能看到宇宙的終極規律,并通過數學將其驗證。

正如牛頓提出了萬有引力,愛因斯坦提出了相對論一般,這是人類文明最寶貴的財富,他們那卓越的學識已經橫跨了幾個世紀,需要後來的我們去驗證,去解答,去探索一切。

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