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涟漪波_如何直观地说明引力波是什么

爱字体2023-07-29字体百科0
本文目录涟漪波,如何直观地说明引力波是什么?波澜涟漪的意思?用什么词形容土地低凹?怎么读是什么意思谢谢?水涟漪什么意思?涟漪波,如何直观地说明引力波是什么?一个世纪前,爱因斯坦对于时间和空间的洞见,彻
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涟漪波,如何直观地说明引力波是什么?

一个世纪前,爱因斯坦对于时间和空间的洞见,彻底改变了我们对宇宙的认知。他对引力波、时空弯曲、时间膨胀和黑洞的预测令人兴奋。

涟漪波_如何直观地说明引力波是什么

爱因斯坦认为,质量在四维时空中施加了影响。在大质量物体(如太阳或黑洞)影响下时空会发生弯曲。著名的引力场方程用数学语言的表达是,等号左边部分揭示了时空弯曲,右边部分描述了物质的分布。物理学家惠勒(John Archibald Wheeler)解释为:“物质告诉时空如何弯曲,时空告诉物质如何运动”。而引力波就是时空弯曲的传递现象。

一、引力波是如何被提出来的?

爱因斯坦设想,引力源自空间弯曲。当受到引力作用的物体改变自己的形状时,它们会在空间中激起涟漪。当这些涟漪经过地球时,我们的局部空间就会随之发生波状“抖动”:被拉伸或挤压。但这种效应非常微弱,原因是引力是一个弱作用力。

日常生活中的引力拉伸程度很微小,如果我们看到两辆汽车相向擦肩而过,也会发射出引力波,但仅具有无穷小的能量。即使是地球绕太阳的运动,或者是两个恒星的相互绕转,它们所发出的引力波都达不到可探测的水平。

1916年6月,爱因斯坦向柏林普鲁士皇家科学院(Prussian Academy of Sciences)提交了一篇里程碑式的论文《引力场方程的近似积分》,是科学史上第一篇预言引力波的著作。

爱因斯坦理论认为,引力波波源的不同就会有不同的频率和振幅。例如两个非常靠近彼此绕转的黑洞,每秒完成100圈,它们发出的引力波频率是200Hz。对于远离黑洞的观察者而言,每秒有200个波峰经过。由于引力波以光速传递,对应的波长就是1500公里。引力波的振幅是它强度的量度,是时空被拉伸和压缩的程度。振幅大小与观察者至双黑洞的距离成反比,与黑洞的质量和相互绕转的加速度成正比。如果两个黑洞螺旋式相互靠近,引力波的振幅和频率会同时增大。

当时许多科学家并不关注,认为引力波即使存在也微弱到难以探测。天文学家爱丁顿(Arthur Eddington)认为,引力波只是广义相对论的一个数学上的奇异解,不具有物理意义。

1955年爱因斯坦去世后不久,学界的观点开始有了转变,特别是理论物理学家皮拉尼(Felix Pirani)等人证明引力波携带能量之后。引力波从此进入真实物理现象的范畴,余下的问题便是“捕捉”它们。

应当说明,引力波是“空间密度”涟漪的三维传播,即在空间所有方向上传播,只不过在某个方向上可能比其它方向更强。任何天体对引力波的传递都是透明无阻碍的。

将引力波形象化的直观方法是:引力波的空间密度涟漪,与穿过一块轻轻抖动的果冻极为相似,这里果冻代表空白空间。

二、引力波又如何被探测和证实?

2016年2月11日,美国引力波天文台在华盛顿特区的新闻发布会上宣布,LIGO(Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory)探测器“捕捉”到了引力波。该引力波来自距我们13亿光年的两个黑洞的碰撞,并被命名为GW150914。LIGO是加州理工学院理论物理教授索恩(Kip Thorne)和他的同事物理学家韦斯(Rainer Weiss)、德雷佛(Ronald Drever)的智慧结晶。

LIGO项目有两台大约相距3000公里远的相似的探测器,一台在华盛顿州的Hanford,另一台位于路易斯安那州的Livingston。它们有极高的灵敏度,时间的测量精度为10^-18秒。被LIGO探测到的首个引力波信号,来自遥远的双黑洞事件。这列波在太空以光速前行,大约在10万年前闯入我们的星系,一边在银河系中朝地球而来,一边向恒星和行星发射微小的信号。

2015年9月14日,世界时间09:50:45,首个引力波到达地球,在不到1秒的时间里,地球被这列时空涟漪拉伸和压缩了10^21分之一,大小只有一个质子直径的万分之一。地球上的一切也随之伸展和收缩。LIGO探测器记录下了这次微小的振动。很快,一切又恢复平静。引力波继续向更远处前行,1.3秒后它经过了月球轨道,几小时内它就离开太阳系,继续扭曲着它前行途中的一切。

这个名叫GW150914的引力波振幅与时间关系图显示,其信号的真实测量值与基于质量分别为36个和29个太阳质量的双黑洞合并的理论“预测”值几乎完美吻合。这听起来像魔法,但却是严谨的科学。LlGO组织解释说,随着双黑洞的靠近,相互绕转速度加快,强大的加速度使引力波振幅增大,轨道周期变短意味着频率变高。最终两个黑洞以极高速度瞬间合并为一个更大的黑洞,大约为太阳质量的62倍,其余3倍太阳质量被转化为时空曲率的能量(E=mc^2),以巨大的引力暴的形式被发射出去。

黑洞使得周围时空弯曲,时空曲率代表了一定的能量。按广义相对论,能量等价于质量,因此能量产生了额外的弯曲。

此后,又有多个引力波被记录下来。例如,第二个引力波信号GW151226,其波形与两个分别为14.2倍和7.5倍太阳质量的黑洞合并的预期理论波形契合,它源自距地球14亿光年之遥的双黑洞合并事件。今天,新一代更强大的引力波探测器aLIGO已经在测试运行中。以“室女座星系团”命名的意大利Virgo探测器已加入了LIGO-Virgo联合系统。

欧航局的LISA开路者号已发射升空,计划在太空探测引力波,它更像是LIGO的空间版本。日本国立天文台的KAGRA神冈引力波探测器在今年与LIGO-Virgo合作探索,欧洲万有引力天文台的GEO600也已加入其中。印度的“LIGO-印度”探测器计划在2024年投入运行。中国科学院也制订了名为“空间太极”的空基探测计划,将在2030年前后发射引力波卫星组,拟进行太空引力波直接探测。这标志着我国的天文学研究达到了新的高度。

(谢谢阅读)

波澜涟漪的意思?

首先你要弄通四字的意思,然后再看两两组词,两组词的意思意境。波,水波,微小的动静,水面微微荡漾的意思。

波澜,波涛,比喻大而猛,如波澜壮阔。

涟,水面被风吹起的波纹。如涟漪。由此可知两组词语形容的程度强弱有别,而且没有互相补充的意思故而不可以组成成语。所以没有波澜漪涟这个词组

用什么词形容土地低凹?

大雨连接着的土地坑坑凹凹,小雨淋漓的路面低凹不平,弯延奇曲的小路在晴天里是低凹泥汤,雨天里水连天似的不见有路。

四面好像是灌汤似的涟漪波沙纹。

水波流连地,走在此地如坐井观天。

一望无际的涟池漪湾…一洼接一洼,洼洼连一洼。

怎么读是什么意思谢谢?

【拼音】:lián yī 【涟】:水面被风吹起的波纹。漪:水的波纹。——《新华字典》 【本意】:水面上的微波。 【出自】:《诗经·魏风·伐檀》:“河水清且涟猗(漪)。” 【今喻】:形容心理细微的活动。 【例子】:如被某件小事而激起心中的涟漪。 读“连椅” 涟漪:水面徽波。诗魏风伐檀:“坎坎伐檀兮,置之河之干兮,河水清且涟漪。”文选晋左太冲(思)吴都赋:“剖巨蚌于回渊,濯明月于涟漪。”

1.被风吹起的水面的波纹 河水清且涟猗。――《诗·魏风·伐檀》

2.在平静水面上,微风吹来激起的细浪 经常用来形容心理细微的活动... 比如被某件小事激起心中的涟漪.. 涟漪,就是水面被风吹起来的皱纹、波纹。 只能说“心里泛起一片涟漪”。

水涟漪什么意思?

漪:水面徽波。诗魏风伐檀:“坎坎伐檀兮,置之河之干兮,河水清且涟漪。”文选晋左太冲(思)吴都赋:“剖巨蚌于回渊,濯明月于涟漪。”

1.被风吹起的水面的波纹

河水清且涟猗。――《诗·魏风·伐檀》

2.在平静水面上,微风吹来激起的细浪

经常用来形容心理细微的活动...

比如被某件小事激起心中的涟漪..

涟漪,就是水面被风吹起来的皱纹、波纹。

只能说“心里泛起一片涟漪”。