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引力波是时空网格的振动,就像我们说过的,类似于池塘、帆布或蹦床中的波纹,然而在这里,振动的不是水面或画布,而是时空本身。
这很难想象,但它确实是这样的—自然界存在着一种现实的结构振动。
过去,广义相对论曾被不同的研究所证实过。
例如:它成功预测了水星轨道的某些异常;1919年,英国天体物理学家亚瑟·艾丁顿在日食期间验证了太阳光线的曲率。
是的,尽管它一点都不直观,但我们在宇宙中所发现的微小现象也表明:光并不总是沿着直线延伸,它也会弯曲。
然而,引力波是否存在的问题曾一度引起争论。
现在,引力波的发现再次证明了爱因斯坦的理论是正确的。
但这些波究竟是如何被探测到的呢?为什么它们如此难以捉摸呢?
用来观察引力波的仪器不是普通的望远镜,而是一个被称为“激光干涉引力波天文台”
(LIGO)的大型设备,由路易斯安那州的利文斯顿观测台和华盛顿的汉福德观测台共同构成,它们二者间相隔3000多公里。
这两个观测台各自安装着一个干涉仪,干涉仪的两个垂直干涉臂长为2千米。
让我来简单地解释下吧,当时空膨胀或收缩时,激光束会穿过干涉臂,导致干涉图样发生变化。
而这就是干涉仪能够检测到引力波的工作原理。
之所以同时存在两个观测台,是因为这样可以避免地震等因素可能对测量带来的干扰。
激光干涉引力波天文台于1985年起由索恩和韦斯开发,耗资3.65亿美元。
自从第一次检测到引力波以来,又有一些引力波被相继发现。
例如:2017年8月,科学家拍摄到两颗中子星在距离地球1.3亿光年的地方相撞。
因此,对引力波的观测不仅是证实广义相对论的一种方法,而且对于开辟天文学的分支—引力波天文学也具有实用价值。
如果说到目前为止,天文学家已经通过可见光、X射线、红外线或紫外光等扫描了天空,现在他们又有了新的测试伙伴。
通过引力波,你可以研究宇宙中一些最高能的现象,如星系碰撞、黑洞或超新星爆炸的现象。
幸运的是,因为它们离我们有数百万光年远,所以黑洞暂时还不会吸走我们。
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