2017年諾貝爾物理學獎,
授予美國物理學家
雷納·韋斯、巴里·巴瑞希
和吉普·索納,
以表彰他們直接探測到了引力波。
OK,本次諾獎解讀到此結束。
下面進入八卦時間,
咱們就來嘮一嘮引力波的10個八卦!
1 啥是引力波?
中學物理課之牛魔王牛頓聽說過吧?就是他,提出了萬有引力理論。這種理論認為,時間和空間是絕對不變的,就好比一種施工質量爆表的舞臺。舞臺上的物質演員不論怎么蹦跶,都不會影響舞臺本身的形狀。
但是,愛因斯坦不同意了。根據廣義相對論,時間和空間做成的舞臺,其實是個豆腐渣工程!舞臺上的物質演員,稍微動彈一下,舞臺就壓變形了。
如果物質演員動作太大,整個時空舞臺就會跟著一起晃。一邊晃,還會向四面八方傳播,讓整個宇宙跟著一起晃。這就是:
2 愛因斯坦曾因不信引力波而被拒稿
引力波是愛因斯坦的廣義相對論的一大預言,可是你知道嗎?引力波剛算出來的時候,愛因斯坦自己都不信!
1936年,愛因斯坦和助手羅森,給美國期刊《物理評論》投了一個稿子,說“引力波不存在”。因為他們覺得,引力波的數學公式在忽悠他們,引力波應該不是真的。
結果,論文被審稿人拒了。
愛因斯坦氣壞啦。因為他以前在歐洲期刊混時,從沒聽說過寫稿還要找人審稿。于是,他對編輯說:
結果,愛因斯坦把稿子撤回來,找了一本歐洲期刊《富蘭克林研究所雜志》,打算發(fā)表。眼看稿子開始校對,就要發(fā)表了,一位美國物理學家忽然讓愛因斯坦想通了。
愛因斯坦連忙在文加了一句“感謝我的同事羅伯特遜教授在澄清原文中的錯誤時給予的親切幫助”。這才避免犯下大錯!
3 引力波是真實存在的嗎?
想當年,物理學家都覺得引力波是真實存在的,但不知道怎么說才說的有理。
1957年,著名風流物理學家費曼提出了一個例子。
假如有一根粗糙的棍子,棍子上有一滴水珠。當引力波經過這個棍子時,由于時空亂震,水珠也會跟著震,進而跟棍子產生摩擦。摩擦生熱。但這熱量是從哪兒來的呢?只能是從引力波來。所以,費曼證明,引力波帶有能量,是真實存在的。
4 引力波的能量從哪兒來?
愛因斯坦有個公式,叫做E=mc^2。說的是物質的質量可以轉化成能量,反之亦然。
科學家探測到的引力波的能量,通常就是從天體的質量轉化來的。比如,在LIGO的探測實驗中,一個黑洞,質量是太陽的29倍,還有一個黑洞,質量是太陽的36倍太陽,倆黑洞轉著轉著突然合體了!成了一個質量為62倍太陽的黑洞。
29+36-62=3,也就是說,在這次合體中,相當于3倍太陽質量的物質轉化成了能量,以引力波的形式震出來了。
5 引力波長什么樣?
這種扭來扭曲的東東就是引力波。
這種不斷蠕動的東西是什么鬼?這才是引力波!引力波就是這幅模樣!
垂直傳播軸,切開引力波空間的剖面,你就明白啦。引力波就是把一堆小點點擠扁、拉長、再擠扁、再拉長的波。這些小點點代表的是空間形狀,所以說,引力波的效果之一是讓空間扭曲。
比方說,如果一股來自宇宙的引力波經過地球,LIGO實驗4千米長的實驗臂,就會由于空間的彎曲,一會兒變長一會兒變短。變化的幅度特別小,只有質子直徑的萬分之一。
如果把LIGO的實驗臂變成幾光年長,比如4.2光年長,也就是地球到比鄰星的距離,那么引力波引起的長度變化,也只有一根頭發(fā)絲那么細。
6 引力波會被吸收嗎?
引力波的能量非常難被吸收。換句話說,引力波的穿透性非常好。
如果把4000個宇宙首尾相連,在其中堆滿番茄醬(因為宇宙空間大部分是真空),當一個引力波穿過之后,也不過才損失了1%的能量。順便提一下,這個過程需要花上400萬億年。
所以,我覺得完全不用買淘寶上的防引力波輻射服。
7 《三體》中設想的引力波天線可以實現嗎?
物理學家李淼曾經設想,有一種密度極高的細絲,叫做宇宙弦,可以做成《三體》中那種引力波天線。
宇宙弦像頭發(fā)絲一樣細,每厘米的重量是10萬噸。你撥動它一下,它每秒輻射的能量相當于1萬顆美軍投下的原子彈的能量。
8 以前有沒有人探測到引力波?
上世紀50、60年代,美國物理學家韋伯曾經造了一根直徑1米、長度2米、質量1噸的圓柱形鋁棒,叫做韋伯棒,用來探測引力波。
1969年,韋伯宣稱,他放置在兩個不同地方的韋伯棒,同時測到了引力波信號。其他科學家趕緊跟風測引力波,但是他們都沒有測出來。于是,很多人開始懷疑韋伯是騙子。
9 后來還有沒有人探測引力波?
從1984年起,基普·索恩、已故的羅納德·德雷福和雷納·韋斯開始打算建一個引力波探測器,也就是今天的主角LIGO探測器。
2015年,LIGO正準備開始探測引力波。結果在9月14日時,他們就成功探測到了引力波。
就在2017年9月底,意大利引力波探測器Virgo宣稱,他們和LIGO一起,探測到了第三個引力波事件。
Virgo在星座達人眼中的意思是:處女座!
(以下為腦補:還記得“中微子超光速”事件嗎?那次是粗心大意的意呆利人把電纜弄松了,所以,中微子根本沒有超光速。這次他們吸取教訓,用處女座三個字鞭策本國科學家,這才有了引力波實驗的重要突破。
10 引力波拿過諾貝爾獎嗎?
拿過?。?!
1993年,美國物理學家約瑟夫·泰勒和拉塞爾·赫爾斯,因為間接發(fā)現了引力波,而獲得了諾貝爾獎。他們是怎么間接發(fā)現的呢?
所以,約瑟夫·泰勒和拉塞爾·赫爾斯就是這樣,間接地發(fā)現了引力波。
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