什么是引力波?引力波的发现有什么用途?它到底有什么用?
什么是引力波?
1、引力波又称重力波,是爱因斯坦广义相对论预言的一种时空波动,以光速传播,是时空扰动的曲率以行波形式向外传播的一种方式。就像电荷加速时会发出电磁辐射一样,同样质量的物体加速时也会发出引力辐射,这是广义相对论的一个重要预言。
2、万有引力的全称是万有引力,也叫引力相互作用。指有质量的物体之间加速接近的趋势。简单来说就是物体之间的吸引力。它是自然界中四种基本相互作用力之一,也是自然界中最普遍存在的力,可以说是无处不在。
万有引力和引力波有什么关系
引力波和万有引力是引力理论发展的两个阶段。本身谈不上什么冲突。万有引力是牛顿牛爵爷在1687年发表的《自然哲学的数学原理》中提出的一种普适理论。总的来说这一理论是一种基于实验观测的简单(但是深刻)的总结。
它的主要内容是任意两个带有质量的物体都会有相互吸引的作用,且这个吸引力的大小与两物体质量的乘积成正比,与两物体距离的平方成反比。与两物体的化学本质或物理状态以及中介物质无关。
这一个简单但普适的定律使得人们认识到不管是天上的行星还是地上的苹果都遵从着同一套物理定律。将人类对世界的认知极大地往前推了一步。
再来说引力波,引力波是1915年提出的广义相对论的直接推论,最早是由爱因斯坦本人与1916年推导出来。这个理论一方面是为了纠正万有引力定律的一些微小误差。另一方面它本身也是一个具有十足数学美的理论。他的内容主要是说有质量的物体会把周围的时空弯曲掉,其它物体通过这种弯曲的时空的时候就会表现出一种好像被吸引了的作用。而当物体不断震动的时候,时空也会被激起不断波动。这就是引力波。
由于引力波弯曲的时空是一个时间轴和三个空间轴,总共四个维度。这使得人们很难直观想象出一个四维的弯曲时空是什么样子的。于是很多教程会借用一个飘在宇宙中的弯曲薄膜来类比弯曲的时空,这个薄膜其实并不是真实的,只不是是一种类比方式。所以也就谈不上什么不可凹陷的平面。物质弯曲的是时空本身,而我们这个宇宙并不存在不可弯曲的时空。
2、先来看看什么是引力波,引力又是如何被发现的。先来看看下面这张关于引力波的图片说明。
通过图片我们知道了,引力波是一中时空涟漪。通过波的形式从辐射源向外传播,这种波以引力辐射的形式传输能量。在1916年 ,爱因斯坦基于广义相对论预言了引力波的存在。引力波的存在是广义相对论洛伦兹不变性的结果,因为它引入了相互作用的传播速度有限的概念,即光速。
相比之下,引力波不能够存在于牛顿的经典引力理论当中,因为牛顿的经典理论假设物质的相互作用传播是速度无限的。
下面分享相关内容的知识扩展:
引力波有何实用价值,科普一下
引力波作用之一是 [探测黑洞的存在]星体的探测一般是通过电磁波或能量辐射,但黑洞引力太强,电磁波或能量无法逃逸,我们也就无法探测黑洞了;但是,星体坍缩成黑洞时,会形成较强的引力波,而且这些引力波会滞留在空间中;因此,如果我们能探测并计算引力波,就可以进一步研究黑洞了(比如确定黑洞的位置,大小)
同时,引力波还可以揭示宇宙早期的 “样子”,因为不管星云如何变化,引力波始终会滞留在空间里,因此我们可以通过引力波来推算宇宙早期是什么 “样子”,对宇宙起源有极为重要的帮助
高级文明会使用引力波来进行通信吗?有何依据?
引力波的传播速度是光速,引力波的出现和接受极其艰难,利用引力波通讯没有什么优点。还比不上利用目前的电磁波通讯好。很早以前生物学家就推测了引力波的存有,可是到现在才确认了引力波的存有,往往如今才发觉、确认了引力波,是由于引力波过于薄弱了!能接受、鉴别引力波的设备十分巨大;要造成引力波也是不易!必须两种以上超级黑洞级的吸引力动能才可以保证!
我国成功发射引力波暴高能卫星,该卫星有何用途?
? ? ? ?根据新闻报道:“北京时间12月10日凌晨4时14分,中国“引力波暴高能电磁对应体全天监测器(英文简称GECAM)”昵称“极目”的两颗空间科学卫星,以一箭双星方式在西昌卫星发射中心由长征十一号固体运载火箭成功发射升空,卫星顺利进入预定轨道。 ?”