引力波有什么实际意义(引力波是什么)

引力波是什么(引力波有什么实际意义)

2017年年初,一项轰动了世界的大发现迅速占领了各大报纸的头条——引力波。

引力波的发现,不仅印证了爱因斯坦早在一百年前提出的预言,也让天文学迎来了新的时代。至此以后,世界各国的天文学家纷纷加大了探测引力波的研究力度,试图借此更深入地了解这个宇宙。

最近,全国人大代表、中山大学校长罗俊院士表示:我国预计在今年内发射天琴一号技术验证试验卫星。它的任务之一,就是探测引力波。

那么,引力波到底是什么呢?它为何如此重要呢?

我们做一个形象的比喻,大家就明白了。

在一个湖面上有一艘船,停在中心。它静静地停在那里,一动不动,湖水也很平静。

就在这个时候,湖面上另一只船出现了,它缓缓地向那只船靠近。由于移动比较缓慢,所以湖水也只有一点点涟漪。

结果,开船的人眼瞎,撞上了那只船。两只船发生了碰撞,湖水也掀起了波澜。水波迅速扩散,蔓延到很远的地方。

而同时,在岸边有一个人,静静地坐在那里钓鱼。由于这个人高度近视,他根本看不见湖心的船。可是,他发现,湖水的内部传来了一圈圈的涟漪,一直打到岸边。而此时,湖面上一丝风都没有,他知道,湖心肯定发生了什么事。

同样的,按照爱因斯坦的理论,宇宙的空间,其实也有类似的效应。虽然我们的宇宙空间有三个维度,但我们可以降到二维来理解,就是刚才说的湖面。在宇宙中,有无数的天体,就是湖面上的船。

我们的视野望远镜对于整个宇宙来说,就像刚才说的那个人一样,高度近视,观测的范围非常有限。很多天体,我们都无法观测到。

而当两个天体发生碰撞的时候,就会产生出宇宙的“涟漪”,这就是引力波。我们只要看到这些涟漪,就能知道,宇宙中发生了一些不同寻常的事情。

好在我们比那个近视眼好一点,我们很有经验,能够通过这些涟漪判断出产生涟漪的原因,从而推断出当时发生了什么事。

不过,想要制造出足够大的涟漪,必须要有足够重的“船”。因此,宇宙中只有最重的几种天体,才能够创造出我们能够检测到的引力波。

宇宙中什么天体最重?自然是黑洞了。因此,科学家们第一次发现引力波,就是通过一个质量为太阳36倍的黑洞和质量为太阳29倍的黑洞撞击、合并而产生的。

同时,不仅黑洞可以产生引力波,比黑洞“轻”一点(实际就是密度小一些)的中子星,甚至白矮星的合并,也有可能产生引力波。另外,伽马射线暴、超大质量黑洞等宇宙现象,本身也可以产生引力波。

那么,引力波的发现有什么意义呢?

早在几百年前,我们观测宇宙,都是简单地利用眼睛。即使是透过望远镜,也都是利用光学来观测。

可是,光波只是电磁波的一种,而我们能看到的光也仅仅是红色到紫色之间的可见光。所以说,单纯地利用可见光来探索宇宙,是非常局限的。我们已经开始利用红外线、X射线等方式来观测宇宙,不过这也还并不足够,因为它们很容易被干扰。

而引力波不同,它可以穿越茫茫的宇宙空间,一直传送到地球。利用引力波,我们可以更好地了解遥远的宇宙中究竟发生了什么。

根据罗俊院士的介绍,我国的天琴一号的地面观测台站基本在珠海建设完毕,预计今年发射卫星。

天琴计划的卫星一共有3颗,公转轨道比普通卫星高得多,大约在10万公里处。三颗卫星组成一个等边三角形,根据简单的三角函数可知,其边长为17万公里。也就是说,这三颗卫星将部署一个边长为17万公里的探测网,对1mHz—1Hz频段的引力波进行收集和分析。

随着天琴计划的开展,我们将对宇宙深处有着更深的把握和了解,这对于我们了解宇宙,进而飞向宇宙都有着至关重要的意义。

未来,在通往宇宙的路上,我国也将成为第一批探险者,将浩瀚的星空,纳入到囊中。

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