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天津市市政工程质量检测中心

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【转载】引用 【转】中国青年网-计算机模拟绘制的引力波 (1/6)  

2016-02-22 10:28:45|  分类: 时政要闻 |  标签: |举报 |字号 订阅

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计算机模拟绘制的引力波 (1/6)

  前几天,一条新闻刷爆网络:科学家观测到两个合并的黑洞产生的引力波。近一个世纪后,一个难解的宇宙争论终于结束了!科学家们已经证实探测到了引力波!科学家们探测到了由两个黑洞碰撞后产生的引力波。这两个黑洞在碰撞时释放的能量比整个宇宙其它能量之和还大。绘图:SXS COLLABORATION 撰文:Michael Greshko 译者:流浪狗

  2月11日,加州理工学院、麻省理工学院以及“激光干涉引力波天文台”的研究人员当天在华盛顿举行记者会,宣布他们探测到引力波的存在。引力波是爱因斯坦广义相对论实验验证中最后一块缺失的“拼图”。两个巨大的黑洞在经历了漫长的绕转后,通过引力波辐射能量,越转越近,越转越快。最终,猛地撞到一起,两个分别为29倍太阳质量与36倍太阳质量的黑洞消亡了,新生了一个62倍太阳质量的黑洞,并释放了3个太阳质量的引力波。

  两个质量分别为太阳36倍和29倍的黑洞相互盘旋,最终碰撞,产生引力波。在黑洞碰撞前的最后一秒,他们释放的能量是宇宙中其它所有星系释放总和的50倍。100年来,相对论关于物质、时间和空间如何运转的怪异预测一再被证明是正确的。如今,爱因斯坦被视为天才,但在他所属的时代却未被如此看待。他首次提出相对论的观点时,一些学者对他提出了抗议,还有些人通过媒体诽谤他,不仅抨击他危险的观点,还诋毁他犹太人的身份。图为计算机模拟表明引力波由两个巨大的黑洞彼此绕转而产生。绘图:C. HENZE, 美国宇航局


  他的爆炸性研究成果甚至动摇了传统物理学的根基。在爱因斯坦的理论观点中,除了光在真空中总是保持着3亿米/秒的速度,其它物质的速度和位置是可以任意变化的。时间和空间搅合在一起形成一个四维的时空,物质可在其中拉伸和弯曲。移动的物质必须遵循时空的曲线,也就是我们所体验到的重力。听起来像是一派胡言。然而,在过去的100年里,研究反复证明爱因斯坦是正确的。他被证明是正确的次数太多了,以下是一些令人印象深刻的案例。图为1931年1月,物理学家阿尔伯特·爱因斯坦(左)访问加州的威尔逊山天文台。爱因斯坦关于时间、空间和物质的观点影响了上个世纪的物理学和天文学。

  爱因斯坦认为,光实际上是由独立的光子组成,每一个光子都有与其频率相关的能量。今天的量子物理学就是受到这一发现的启发而创立的。量子物理学也认为原子可能具有异常的波动性,这也是在爱因斯坦的帮助下发现的。令爱因斯坦兴奋的是,他的广义相对论证明太阳使附近的时空发生了弯曲,就像一个保龄球把一块草皮拉伸成一个蹦床一样,由此否定了祝融星的存在。由于水星距离太阳很近,水星附近的时空就受到太阳的弯曲,其摆动的轨道就是弯曲后的最短路径。实际上并没有额外的行星存在:只是宇宙中存在一个牛顿未曾构想的几何结构。图为激光干涉引力波观测站(LIGO)的探测员使用激光和精确对准的反光镜去探测引力波产生的微小运动。



  1919年5月,在一次全日食中,爱因斯坦再次被证明是正确的。根据相对论,太阳弯曲的时空会像透镜一样对进入的星光进行弯曲。物质不仅会弯曲时空,像地球这样的旋转物质还会对周围的时空产生拖拽,就像糖浆中旋转的勺子一样。这会对附近卫星的轨道产生影响,也就是被称为惯性系拖曳效应的怪异效应。爱因斯坦的方程式还赋予了物质使时间加速或减慢以及改变光线颜色的能力。普通人就能发现这一怪异的预测是正确的,因为来自遥远星星的光线在地球上看要比在太空中看起来更蓝,也就是光的频率更大。我们距离地球的引力井越远,来自地球的光线看起来频率就会越小,这一现象被称为重力红移。本图由美国宇航局艾姆斯研究中心的哥伦比亚超级计算机绘制。绘图:美国宇航局

责任编辑:xhy1 来源: 凤凰网 撰写时间:2016-02-15 19:06:00


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