测引力波的仪器,如何测引力波( 三 )


宇宙中真的存在引力波吗?如果存在,该如何证明或检测?
说到引力波就不得不提起爱因斯坦对于时空的定义,其实爱因斯坦是不认为有引力存在,这里说的引力是牛顿说的万有引力,我们认为时空是“平坦”的一成不变的,但是其实时空会受物体的质量而变得扭曲,星体之间引力不是星体与星体之间的作用力,而是由于质量较大的星体扭曲了周围的时空,使得星体的运行轨迹发生变化(比如你在一个平整的道路上挖个坑就会改变直线运行物体的轨迹)所以引力波不是我们传统认为的力,而是一种时空的涟漪,当质量很大的两个物体之间相互螺旋运动,周围的时空不断扭曲,就像扔了一块石子到水面,产生的波纹向四周扩散,这就是我们说的引力波 。
如果太阳一样大的恒星撞入银河中心的黑洞,以现在的仪器能检测到其引力波吗?
不好说,这个要正确回答需要正式计算,或者问问LIGO(?????)按质量来说1个太阳质量是肯定可以检测出来的,因为上次双中子星合并里1.3亿光年外的两颗中子星也就1.1和1.6倍太阳质量,没比太阳大多少 。但是除了要考虑质量以外,引力波还需要考虑绕转距离,这关系到引力波的波长和频率 。而这个距离貌似就有点大了 。
根据目前数据,银河系中心黑洞质量大约400万个太阳质量,而太阳的史瓦西半径大约是3公里左右,根据史瓦西半径公式,史瓦西半径与质量成正比,因此400万个太阳质量的黑洞半径就大约是1200万公里,也就是恒星最终接触视界时绕转距离大约在1200万公里左右,虽然不算近,但是也不是太远了,毕竟这个引力波源离我们只有2.6万光年 。
时光扭曲会不会导致光也扭曲?如果是的话,那么是不是用激光测引力波这样的理论就不科学了呢?
谢谢悟空的邀请 。利用激光干涉仪测量引力波,属于天体物理学的前沿技术 。实验始于上个世纪七十年代,经过美国,欧洲多个国家不懈努力,克服重重困难,历经40余年,至今已经获得巨大成功 。一,引力波是两个巨大星体,相互作用而产生的涟漪 。这种涟漪实质就是引力场的传播 。①激光干涉仪有两臂,长度数千米 。被测天体在遥远的太空深处,发出的光分别进入干涉仪的两个臂管管道之中 。

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