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新浪科技讯北京时间12月10日消息,据国外媒体报道,引力波以时空涟漪的形式在宇宙中传播,这是由宇宙中最剧烈的事件引起的。
利用激光干涉引力波天文台(LIGO)和处女座干涉仪等设备,天文学家可以探测到足以“扫”地球的涟漪。当引力波通过空间时,会留下某种“记忆”,即时空的永久弯曲。对这种现象的探测可能很快就会实现,这将进一步加深我们对引力的理解。
尽管爱因斯坦的广义相对论已有一个多世纪的历史,但它仍然是我们理解引力如何工作的最好理论。这一理论把时间和空间结合成一个统一的框架,即“时间和空间”。这个时空不仅是一个固定的阶段,它还会随着物质和能量的存在而弯曲或扭曲。
时空的弯曲(或扭曲、扭曲)决定了物质的运动方式。在广义相对论中,从光子到高速子弹,再到爆炸的宇宙飞船,任何东西都试图直线飞行,但它们周围的时空被扭曲,迫使它们沿着弯曲的路径飞行。这就好像你要沿着一条直线穿过山口,但你要沿着蜿蜒的山峰和山谷前进。
我们称之为“引力”是所有这些时空扭曲的结果。移动的物体别无选择,只能沿着周围时空的曲率进行相应的移动。与其他曲面一样,时空不仅弯曲或扭曲,而且振动。
想象一下你站在蹦床上,它会因为你的体重而下垂。如果有人也跳上蹦床,试图走在你身边,他们会感受到你的“引力”,只能走弯路。但如果他们离得足够远,他们甚至不会注意到你的影响。如果你开始在蹦床上上跳上跳下,然后开始挥舞,它们就会自动地受到你的动作的影响。
引力波以类似的方式运作,通过时空结构本身的涟漪传递能量。这些涟漪的来源几乎可以是所有类型的运动,但由于重力非常微弱(它是自然界四种基本相互作用中最弱的一种),引力波就更加微弱,只有最强烈的能量运动才能产生时空涟漪,而这些涟漪可以被地球上的仪器探测到。
到目前为止,激光干涉引力波天文台(LIGO)和处女座已经观测到数十个引力波事件,包括大质量黑洞和中子星的合文案策划一天的工作量并。这些事件产生的引力波在宇宙中波动,最终到达地球。当它们穿过地球时,它们移动物体的幅度很小(可能小于原子的宽度)。
即使是我们自己也会受到影响。此刻,你正被数十亿光年外的一个暴力事件产生的引力波挤压和拉伸。你可能认为一旦引力波通过,它就结束了,但是引力是一种奇妙的力量,引力波的问题更复杂。
换句话说,当引力波经过你的时候,你不仅会被暂时的拉伸和挤压,而且随着新一代引力波的出现,你会被永久的拉伸。
由于引力波产生的引力波非常微弱,天文学家直到现在还没有发现这种时空“记忆”的任何证据,但理论上它应该存在,潜伏在LIGO和Virgo获得的数据中。我们应该看到的是,在确认引力波事件很久之后,探测器的位置将在很长一段时间内发生变化。
最近,一组天文学家研究了如何最终看到引力波的“记忆”。由于对每个事件的检测只留下很弱的记忆痕迹,这种现象不能连续观察。相反,我们必须整合多个事件来积累证据,证明这一现象的存在。
我们需要研究人员预测多少个事件,我们需要记录大约2000个独立的黑洞合并事件,以便发现引力波留下的永久记忆。这样的探测不会很快发生,但下一代引力波观测站预计每天收集大约10个事件,可能在一年内。
如果广义相对论的预言是正确的,那么这种对时空的永久记忆就应该存在。如果天文学家在多年的搜寻之后没有发现任何东西,我们将不得不重新思考我们对引力的理解,看看是否有什么东西丢失了。(任何一天)