如何理解引力波以及如何探测它们

烫发**触发。

<>引力波最重要的意义在于，人类从过去到现在对自然界的所有观测，包括天文观测，主要依靠电磁波，即雷达或光波段中的电磁波来探测未知世界。 有了引力波，我们又多了一种探测自然界的方法，这是一种质的差异。 引力波的探测有可能让我们更丰富地了解黑洞、中子星等天体在发生某些现象和剧烈变化时的时空变化，因此对于理解物理世界非常有用。

引力波的发现是物理学的一个里程碑，证实了爱因斯坦100年前的预言，完善了相对论的证明。 它为观察宇宙提供了一种新的工具，以前只依靠“眼睛”，现在可以使用“耳朵”。 此外，它还具有以下意义：

黑洞的存在得到了证实; 证明引力波以光速传播; 它为恒星**、中子星的形成、宇宙膨胀率和测量提供了有利的研究工具。

在宇宙学中，“原始”一般是指“前重组”阶段。 在大约38万年的宇宙中，随着温度的降低，自由质子和电子重新组合成中性原子，即所谓的“复合”。 此时，等离子体雾霾散去，宇宙变得透明，光可以畅通无阻地传播。

于是这些光，经过137亿年的旅程，进入了我们的“眼睛”，这就是所谓的“宇宙微波背景辐射”——38万年前的婴儿宇宙中的第一个。

1964年，贝尔实验室的彭齐亚斯和威尔逊发现了宇宙微波背景辐射，他们获得了1978年诺贝尔物理学奖。

在对早期宇宙的研究中，“原始”更进一步，特指“宇宙膨胀”时期——宇宙在早期经历的快速膨胀时期。

回到引力波。 通常的“结构”——星系、超星系、超星系团——是宇宙空间中质量“密度”的起伏。 密度是空间的“标量场”，而引力波是空间的“张量场”波动。

北京时间16日晚22时，包括中国在内的多国科学家宣布，人类首次直接探测到双中子星合并产生的引力波，同时“看到”了这一壮观的宇宙事件发出的电磁信号。

据科学家介绍，2017年8月17日，美国激光干涉引力波天文台（LIGO）发现了一种新的引力波信号GW170817。 这个信号是由双中子星合并产生的引力波。 全世界约有70台地面和太空望远镜从红外线、X射线、紫外线和无线电波等多个波长进行后续观测。

这其中也包括中国在昆仑站的AST3-2南极巡天望远镜。

就在Ligo观测到引力波信号的几秒钟后，美国的费米太空望远镜探测到了一种名为GRB170817A的伽马射线暴。 “费米大约在同一时间观测到伽马射线暴，这让我们更加兴奋和紧迫。 “加州理工学院LIgo数据分析小组组长艾伦？

韦恩斯坦教授回忆道。

当Ligo和Fermi遇到强烈的信号时，它们会自动向天文学界发出警报。 这是一场与时间的赛跑，随后世界各地的望远镜立即开始了观测。 大约11小时后，智利的斯沃普望远镜首次观测到该信号的光学对应物，即银河系NGC4993中的双中子星系统。

根据AT3-2独立收集的数据，研究人员还计算出，两颗致密的中子星合并喷射出的质量是地球质量的3000多倍，携带着巨大的能量，达到了光速。

引力波也被称为“时空涟漪”。 1916年，阿尔伯特·爱因斯坦根据广义相对论预言，剧烈的天体活动会导致周围的时空一起波动，这就是引力波的起源。 在接下来的一百年里，科学界一直在寻找引力波的存在。

此前，已经发现了四例由双黑洞合并产生的引力波。

利用对引力波的观测来观察遥远宇宙的现象。 发现暗物质、时间旅行等等都是可能的。

在爱因斯坦的广义相对论中，引力被认为是时空曲率的影响。 这种弯曲是由质量的存在引起的。 一般来说，给定体积中包含的质量越大，在该体积边界处产生的时空曲率就越大。

当一个有质量的物体在时空中运动时，曲率的变化反映了物体位置的变化。 在某些情况下，加速的物体能够改变这种曲率并以波的形式以光速向外传播。 这种传播现象称为引力波。

当引力波通过观察者时，观察者会发现时空由于应变效应而扭曲。 当引力波通过时，物体之间的距离有节奏地增减，这个频率就是引力波的频率。 这种效应的强度与产生引力波的源之间的距离成反比。

轨道上的双中子星系统是**，当它们合并时，由于它们彼此靠近时会产生巨大的加速度，因此它是一个非常强大的引力波源。 由于它们通常离这些源很远，因此在地球上观察到的影响非常小，变形效应也很小。 科学家们已经使用更灵敏的探测器证实了引力波的存在。

目前，最灵敏的检测是Aligo，可以达到检测精度。 更多的空间天文台（欧洲航天局的ELISA项目、中国科学院的太极项目和中山大学的天琴项目）目前正在建设中。

引力波应该能够穿透电磁波无法穿透的地方。 因此，据推测，引力波可以为地球上的观察者提供有关遥远宇宙中黑洞和其他奇异物体的信息。 这些物体无法通过光学望远镜和射电望远镜等传统方式观测到，因此引力波天文学将为我们提供关于宇宙如何运作的新见解。

特别是，引力波更有趣，因为它们提供了一种观察早期宇宙的方法，这在传统天文学中是不可能的，因为在宇宙重组之前，宇宙对电磁辐射是不透明的。 因此，对引力波的精确测量使科学家能够更全面地验证广义相对论。

如果没有引力波，我们就无法用我们目前的技术在科幻世界中做这些事情。 引力波的区别在于引力波的周期要长得多，同时引力波要弱得多，引力波是可以观测到的，至少用一定的技术水平，而引力波的观测表明，人类技术在这一领域已经进步到前所未有的水平。