【引力波什么时候发现的】引力波的发现对现在物理学有什么意义?

2019-11-25 - 引力波

题主你好。从最近我所掌握的信息来看,引力波的发现除了证明广义相对论的正确性,在认识极早期宇宙的演化历史,更关键的是量子引力方面,它都将提供极大的帮助。

首先来说极早期宇宙演化,我们只要宇宙的演化历史存在一个暴胀时期。由于宇宙暴胀,宇宙的密度急速下降,导致原初引力波可以辐射到更大范围的宇宙空间去。如果我们能找到原初引力波,那么将对我们认识极早期宇宙有很大帮助。当然,如果我们一直没有找到原初引力波,或者实验观测证实就是没有原初引力波——虽然难度很大——那么现代宇宙学可能要重新改写了。

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另一个就是量子引力。现在关于引力波的实验数据主要是黑洞合并、中子星合并时辐射的引力波。这些数据不仅证明了广义相对论的准确性,也有可能会否定它的准确性!这是因为天文学家不仅发现了引力辐射波,还发现了可能存在着引力回波(观测黑洞合并的实验数据反映可能存在引力回波)。

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后面这个发现如果被证明是确有其事,那么广义相对论可以“下课”了。因为广义相对论认为,黑洞的视界是一个没有任何阻力的几何面,按理说它不会反弹引力波,但是如果引力回波确有其事,那么广义相对论关于黑洞视界的认识,乃至整个广义相对论理论,都将受到挑战。

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但是对于从事量子引力的物理学家来说却又是好事。因为这将有可能意味着量子引力时代到来了。几年前,黑洞的火墙模型就预言了黑洞视界绝对不是广义相对论说的那么简单,而是一堵可以反弹外界粒子的墙。

这个模型基于的正是量子引力候选者:弦理论。如果引力回波真的存在,那么这可能是验证弦理论的间接证据。【注意,我写了一堆“可能”,因为这也可能是一个乌龙事件。】但不管怎么说,引力波的发现都将极大地推动理论物理的发展——注意是理论物理。

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我们的标准宇宙学认为宇宙起源于一次大爆炸,所有的东西都在这个爆炸之后相互远离。所以哈勃在上世纪20年代发现了星系之间相互远离,远离的速度正比于距离。这个是大爆炸的后遗症。但是这里面存在一个还没能解决的问题,就是因果关系问题。如果宇宙中的两个点需要发生作用、有了关联,那么一定是一个点作为原因,另一个点作为这个作用的结果。

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1、这一发现填补了广义相对论实验验证的最后一块缺失的拼图爱因斯坦1916年发表的广义相对论预言了宇宙诞生之初产生的一种时空波动mdash;mdash;原初引力波mdash;mdash;的存在。过去近百年中,广义相对论的其他预言如光线的弯曲、水星的近日点进动以及引力红移效应都已获证实,唯有原初引力波因信号极其微弱。

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随着科学技术迅速发展,曾经提出的许多物理概念都被逐一证实,例如引力波,最初只是爱因斯坦提出的一个预言,但最近几年人类已成功探测到了引力波的存在。大家都很好奇引力波是什么,其实引力波就非常类似于在水塘当中扔下一块石子的时候,我们就会看到水面激起波纹,而引力波就是当大量的能量释放到时空当中,引起的时空自身的震动。

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在2016年2月11日,LIGO科学合作组织和Virgo合作团队宣布他们已经利用高级LIGO探测器,已经首次探测到了来自于双黑洞合并的引力波信号。虽然科学家们对引力波的研究有史已久,但对引力波的定义并不明确。至少给人两种印象。1)引力波是从物体内部的质量中辐射出来的波。这种波形成了引力场,引力是通过引力波传递的。

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在早期宇宙研究中,“原初”更进一步特指“宇宙学暴涨”宇宙极早期经历的急剧加速膨胀过程时期。回到引力波。通常的“结构”星系、超星系、超星系团,是宇宙空间中质量“密度”的起伏。密度是空间的“标量场”,而引力波却是空间的“张量场”波动。《华夏时报》:那么引力波的发现对科学界来说究竟有多大的意义?河马(天文学者):我虽然是做天文的。

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