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      引力波:13億光年外的宇宙“心跳”

      2017-01-05 21:32:02佚名
      初中生學習·低 2016年12期
      關(guān)鍵詞:斯蒂芬引力波物理學家

      佚名

      2016年2月11日,美國激光干涉引力波天文臺負責人、加州理工學院教授大衛(wèi)·萊茲宣布,人類首次發(fā)現(xiàn)了引力波。消息一出,震動世界科學界。英國天文物理學家斯蒂芬·霍金表示,他相信這是科學史上重要的一刻。

      最后一塊“拼圖”被找到

      引力波是愛因斯坦廣義相對論實驗驗證中最后一塊缺失的“拼圖”。愛因斯坦于1916年左右在廣義相對論中提出引力波理論,認為聚集成團的物質(zhì)或能量的形狀或速度突然改變時,會改變附近的時空狀態(tài),效應就像漣漪以光速在宇宙?zhèn)鞑ァR虼?,當兩個黑洞于約13億年前碰撞,兩個巨大質(zhì)量結(jié)合所傳送出的擾動,于2015年9月14日抵達地球,被地球上的精密儀器偵測到。

      然而,從預言到探測,物理學家等待引力波的到來已有一百年之久。為什么引力波這么難得一見?主要原因是,相比較其他的幾種力(強力、弱力、電磁力),引力是最弱的,相應的引力波效應也就很弱。想當初愛因斯坦在發(fā)表自己新的理論之后,就估算了引力波的強度。引力波的強度通常利用相對變形大小來表示,但是結(jié)果往往是小得可憐,幾乎無法探測到。

      就像發(fā)布會中所言,這或許是大自然給苦盼許久的人們的一份禮物。2012年,LIGO天文臺創(chuàng)建人基普·索恩在《科學》雜志的一篇評論文章中說,預計在2017年,第一例黑洞合并的事例將會被發(fā)現(xiàn)。當時預計LIGO的升級會在2016年底完成,結(jié)果是升級進度超前,讓我們提前聽到了宇宙時空的聲音。

      打開科學研究新的“窗口”

      斯蒂芬·霍金的黑洞與宇宙起源理論為我們開啟了探索時空之謎的渠道,現(xiàn)在這位科學家正在研究引力波理論,試圖將其納入新的理論體系中。

      霍金在接受英國廣播公司專訪時表示:“引力波提供看待宇宙的嶄新方式。人類探測到引力波的這種能力,有可能引起天文學革命性的變化。這是人類首度發(fā)現(xiàn)黑洞的二元系統(tǒng),首度觀察到黑洞融合?!薄俺藱z驗(愛因斯坦的)廣義相對論,我們可以期待透過宇宙史看到黑洞。我們甚至可以看到宇宙大爆炸時期初期宇宙的遺跡,看到一些最大的能量?!?/p>

      引力波以光速傳播,它與物質(zhì)的相互作用非常弱,利用引力波,我們可以看到宇宙的最早期。引力波是我們了解宇宙形成的最好工具。

      目前,引力波被物理學家認為是唯一一種可以在不同維度傳播的波。不同宇宙之間的碰撞,會產(chǎn)生引力波。說不定在不遠的將來,我們也可以依靠引力波來判斷多重宇宙的存在與否。

      這就如同一個天生的聾啞人,一直在聽別人說聲音的存在,突然有一天聽力恢復了。我們此刻的心情差不多也是如此,引力波給我們打開了一扇全新的窗口。

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