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宇宙引力波是什么,引力波是什么意思

来源:整理 时间:2022-04-11 12:42:42 编辑:科技知识 手机版

引力波是什么样的波?

引力波是什么样的波

到海边游过泳的人,都有被海浪?拍打的经历。为什么海水会波涛汹涌并一浪接着一浪地向海岸涌来呢?海水的这一能量是从哪里来的?答案是月亮?的潮汐作用,月亮对地球?有引力。当月亮相对于地球运动时,其所到之处,就会对其面对的海水产生吸力。当月亮运动到其他的位置时,被吸力抬高的海水就又会向原来的水位回归。然而,海水是液体,在其降落?️至原来的水位时,会矫枉过正,从而使海水相对于原来的水平线表现出上下及前后的震荡。

就是海浪产生的原因。由于各种不同的微观粒子都具有波动性;由于普朗克常数h的普遍存在;由于普朗克常数h的物理量纲是粒子的角动量且具有不变性;由于存在着远距离的长程力——万有引力和库伦力;由于原子的体积只是由电子高速运动所形成的封闭体系;所以,在我们的宇宙中,存在着统一的物理背景。而且,这一物理背景是不连续的,是由宇宙中不可再分的最小粒子——量子构成的。

类比气体分子构成空气,我们把这一由离散的量子构成的物理背景,称为量子空间。两者的区别在于,不同空间充满的粒子不同。前者是较大的分子,后者是最小的量子;前者的传播速度是较慢的声速,后者的传播速度是最快的光速。于是,作为封闭体系的各种物体在量子空间的存在,就相当于海水中漂浮或游荡的各种大小不一的船只?。

当不幸发生两船相撞的事故时,海水就会因此而产生波浪。作为能量的传播,由此产生的海浪会向远处不断地漫延,形成无数细小的涟漪。同理,当两个巨大的天体相撞时,也会使量子空间产生剧烈的波动。量子空间的这一波动,就是我们所说的引力波。不过,经过长距离的传播,来到地球?时,剧烈的震荡已经被消减为及其微弱的量子空间的涟漪。

如何直观地说明引力波是什么?

如何直观地说明引力波是什么

由于人类能力的限制,人既不可能感知所有的自然现象,也无法收集和处理所有的信息。比如,人眼只能感受到可见光,只能直观地感受到宏观(与人的尺度相近的)物质的存在。又比如,所有的理论都是理想的,其涉及的因素总小于现实的存在。所以,人的认识是有结构的,将自然界划分为物理背景(空间)和物理对象(物质)。根据宇宙的量子景观,无数离散的基态量子构成空间,激发态量子成为能量如光子和各种场,由数个高能量子组成封闭体系即基本粒子。

由于物质的封闭性小于1,会使其周围的量子空间产生热的梯度分布(引力场),从而使其邻近物质的量子空间对称性破缺即产生量子碰撞的不对称,这就是引力的物理机制。所谓引力波,只是由引力作用导致量子空间产生的涟漪,而不是引力发出的“电磁波”。如果量子空间是海水的话,物质就是因海水?的扰动而泛起的泡沫,引力波则是泡沫之间的相互碰撞使原本平静的量子空间产生的波浪。

引力波是什么?它的传播速度是光速吗?

引力波是什么样的波

这两个问题都很好。对于第一个问题,波并不一定有速度。因为有两种波,一种是行波,就是行走的波,比如常见的光和声音,当然有速度,既然有速度,就会传递能量,这很好理解。另一种波是驻波,就是驻留在原地的波,比如由两个频率和幅度完全相同,但是传播方向相反的波叠加的波,这种波只会原地震荡,但是不会向前传播,这种波就没有速度,当然也不能传递能量。

引力波是行波,因为既无法完全反射引力波和原来的引力波叠加形成驻波,也不可能产生两个频率和幅度完全相同、但是传播方向相反的引力波叠加在一起形成驻波形式的引力波,因此引力波有速度,而且的确传递能量。那么引力波的速度是否光速?在广义相对论理论里面,引力波的确是光速,这是爱因斯坦最早得到引力波的方程的时候就发现的。

但是,能够产生引力波的引力理论有很多种,在有些理论里面,引力波的速度不一定是光速。另外一方面,光速不变本质上是爱因斯坦的一个假设,目前的实验只能证明在一定频率范围内,真空中双程光速是常数。双程光速的定义是,光从光源发出到一面镜子再返回来的平均光速。目前的实验既无法证明单程光速是否为常数,也还没有证明所有频率的光速都是精确的一致,而在有些理论里面光速的确随频率而发生微小的变化。

那么观测或者实验结果是什么呢?由于目前公开的几个探测到的引力波事件都没有测量到对应的电磁波也就是光的信号,目前从观测上无法知道引力波和光速是否一样。即使以后测量到了引力波事件发生的时候的光信号,我们也很难确定引力波和光信号是否同时发出的,当然也就无法精确地知道它们的速度是否一样,只能对它们的速度之差做出一定的约束。

由于上述原因,也许我们永远都不能精确地知道引力波和光的速度是否一样,只能知道它们的差别不会大于某一个值。最后声明:由于太忙,我没有时间读我回答后面的评论和发给我的私信,当然也无法回答评论里面提出的问题和回复私信。如果您希望我回答您的问题,请在悟空问答提出,然后邀请我回答,我会在方便的时候挑一些问题回答。

地球上的重力波动与外太空来的引力波是啥关系呢?

谢谢悟空邀请!要回答这个问题,先要搞明白什么是重力波,什么是引力波。引力波比较大众了,重力波对多数人来说可能还是第一次见到。两者虽然都与引力有关,但概念大不相同。什么是重力波?在物理学上,重力波属于流体力学。是地球自转和公转以及地球引力的一种组合力,从而使空气发生振荡,因此它时常在地球大气层各角落出现,持续时间可以有几分钟~1小时。

重力波可分为“表面波”和“内波”:表面波就是两种不同介质界面的密度跃变,比如水面和空气的交界面,常会看到起伏不平的水波纹,又称“表面波”;“内波”就是在一种介质内的密度连续性的波峰和波谷变化,比如空气、海水…平时能看到的云海如果有一股气流冲入,就会引起云海翻滚,但有重力的平衡,会形成垂直度的波动,这就是重力波。

比如风遇到山峰时,会产生垂直向上的气流,越是高空,波动越大。什么是引力波?引力波很多人都知道了,就是时空的涟漪,由质量天体引起时空的扭曲,不断运动而向四周扩散的时空密度的连续分层变化。在宇宙中大量存在,这也是爱因斯坦的广义相对论里预言的。美国的激光干扰引力波观测站(LIGO)在2016年多次成功观测到这种时空涟漪。

引力波是电磁波还是机械波?引力波到底是什么类型的波动?

引力波既不是电磁波也不是机械波。电磁波是电磁场的震荡的传播,比如一个加速运动的电荷就会产生电磁波。电磁波也是我们最熟悉的两种波动之一,光就是电磁波,电磁波的传播不需要介质,也就是在真空中就可以传播,这就是我们能够看到宇宙远处的天体的原因。当然电磁波也可以在介质中传播,在不同的介质中不同频率或者波长的光的传播的速度不一样,这就是所谓的色散效应,我们能够看到美丽的彩虹就是这个原因。

另外一种我们最熟悉的波动就是声音,声音就是物质的振动的传播,所以是机械波,机械波的传播需要介质,在不同的介质中声音传播的速度也是不一样的。但是在真空中声音不能传播,这就是为什么太空中出舱的宇航员就是面对面也不能说话,必须通过无线电对话。引力波则是完全不同的一种波。根据广义相对论,所谓引力,就是质量引起的空间的扭曲,任何物体在弯曲的空间里面都不能走直线,其结果就好像被引力吸引了,卫星绕着地球转动就是这个原因。

如果空间的弯曲随时间变化而且向外传递,这就是引力波,这是爱因斯坦于1916年预言的。引力波的传播不需要介质传递,换句话说,引力波就是空间的涟漪。2016年2月11号美国的LIGO(激光干涉引力波天文台)宣布的所探测到的引力波是两个黑洞相互绕转并且最后撞到一起所产生的,我本人预测这个发现将会获得2017年的诺贝尔物理学奖,因为这不但是广义相对论的最重要的一个预言最终被直接验证了,而且也当之无愧是100年来最重要的科学发现之一。

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