引力是力,为什么可以产生波?( 二 )


引力是力,为什么可以产生波?



这样的环境不时刻刻在宇宙中发生, 然而在实践中引力波是过分微弱以至于它们对日常糊口没有显著的影响 。 颠末的引力波造当作的时空振荡也过分微弱, 所以人类也无法察觉或感触感染到 。 只有很是活络的现代化引力波探测器设备才能探测到引力波 。 在爱因斯坦预言引力波的存在100年后, 科技才达到了可以或许探测引力波的水准 。
引力波闪现

不外, 这种周期性扭曲时空的设法被过度简化了 。 若是应用《广义相对论》论的完整数学, 您会发此刻一个引力波过来时, 不雅测者履历的并非时空挤压和不挤压的轮回模式 。 相反, 不雅察者会履历另一种轮回模式, 即在统一空间中局部空间会标的目的一个偏向拉伸, 同时去挤压拉伸偏向上的空间, 然后拉伸水平慢慢减小, 小到必然水平继续在次拉伸, 轮回来去 。

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(好吧!)太抽象了, 我知道您可能听不懂我在说什么, 我本身也没给本身申明白, 我们继续上动图、举个例子 。 例如, 假设一个来自遥远恒星的引力波径直朝您地点的地球概况活动 。 若是引力波的强度比现实强度高1000万亿倍, 那么您会看到一个与工具偏向一致的尺子会刹时变短, 而与南海说神聊偏向一致的尺子刹时变长 。 过了一会儿, 工具方的尺子变长了, 而南海说神聊方的尺子变短了 。
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在引力波曩昔之前, 每个尺子城市周期性地变长变短 。 您的尺子没弊端, 您的眼睛也没弊端, 是时空自己正在扭曲, 时空中的一切都履历着扭曲, 包罗您本人也会变长变短 。
引力波探测

实际糊口中固然这种影响很微弱, 但引力波确实存在 。 引力波探测器现实上就是一个很是长的尺子, 可以或许很是精确地测量尺子的长度 。

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图:LIGO探测器
例如, LIGO探测器的每个臂长2.5英里, 并利用激光切确测量长度 。 固然此刻科技我们自认为很发财了, 但我们所能探测到的引力波也很是微弱, 一般环境下只能探测到最大的引力波 。
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最大的引力波

今朝的探测仪无法探测到绕恒星运行的行星或绕行星运行的卫星所发生的引力波 。 最大的引力波发生于两个黑洞在快速彼此绕转后敏捷吞噬 。 当两颗中子星互相环抱时, 或者当黑洞和中子星互相环抱时, 在归并之前, 也会发生庞大的波 。 这些是今朝为止我们所探测到的引力波的独一类型 。

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一般来说, 质量加快时就会发生引力波, 圆周活动只是加快度的一种形式 。 若是一个有质量的物体沿直线加快, 与圆周活动的标的目的心加快度相等, 那么它就会发生同样的引力波 。 沿直线下降的物体也会发生引力波 。 然而, 在天文标准上, 一个物体沿着圆形轨道不变地活动远比一个物体沿直线猛烈地减速或加快要常见得多 。
另一点要记住的是, 地球在其每年的轨道上发生的引力波不仅极其微弱, 并且有一年的周期 。 这意味着, 在另一个星球上的引力波探测器必需不雅察好几年, 才能捕获到地球轨道活动发生的引力波的振荡外形 。 相反, 就在两个黑洞归并之前, 它们以极快的速度彼此环抱, 以至于每一个黑洞只需几分之一秒就可以转完一个轨道周期 。 这是使这些类型的引力波更轻易被探测到的另一个身分 。

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