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愛伊斯特曾經論證的“引力波”,100年後才被我們發現,給他點贊

由 六百八影片 發表于 運動2022-06-05
簡介想想前面的例子,假如這個被單上面只是靜靜地放置著一個超級重的保齡球,一個黑洞相當於一個很重的保齡球,它會把床單壓得非常深,但是床單是不會動起來的,它只能扭曲空間,但是這個時候如果第二個保齡球進來那就不一樣了,這兩個保齡球如果還在不停碰撞,那

拍皮球是不是振動

引力波,顧名思義,就是引力和波。我們先來談談什麼是波。你在日常生活當中有沒有感受過什麼波的存在嗎?扔個石頭在水面上激起很多的漣漪,這就是水波。那麼我們再來思考一個問題,魚,生活在水裡的魚它能不能意識到水的存在?魚由於每天都生活在水裡面,它是意識不到水的存在的。

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引力波

那麼水波對於魚來說,就更加難於察覺。因為當這個水波流過魚身邊的時候,魚只不過是跟著水一塊波動,它並不會意識到自己在動。

那麼愛因斯坦是怎麼看待這個問題的呢?根據愛因斯坦的觀點,我們人就好像魚一樣,我們生活在空間當中,但是反而意識不到空間的存在。或者換一句話來講,對我們來說空間是天然的背景,它太自然了,自然到你都不會去注意它。但其實這個空間對我們來說就好像水對於魚一樣,它也是一種物質,它也可以像水一樣發生波動。

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引力波

解釋完了什麼是波,我們再來做一個簡單的思維實驗來解釋萬有引力。

想象一下,一張床單,這個床單都見過,我們找四個人,每個人拉住床單的一個角把它張平了。這個時候你在床單的比較靠邊的位置,你放一個小小的乒乓球。這個乒乓球很輕,所以它肯定是會很安靜地待在床單上的。

這個時候你再拿一個更加重的球,比方說是一個保齡球,保齡球非常重。你把它扔到被單的中央,由於這個保齡球太重了,它會把床單壓下去,這個床單會向中間凹陷,它肯定會影響到旁邊的乒乓球,乒乓球就會朝保齡球身邊滾過去,所以總體的感覺就好像保齡球對乒乓球產生了吸引一樣。現在我們現在來把它們結合起來,那就是引力波了,我們還差一步。

愛伊斯特曾經論證的“引力波”,100年後才被我們發現,給他點贊

引力波

繼續用這個床單的實驗。如果我用一隻手按在這個床單上的保齡球上面,我上下不斷地去按它,一上一下就像拍皮球一樣。那麼這個床單肯定會被壓得一會兒深,一會兒淺,深深淺淺,就會形成上上下下的振動。那這個振動的總效果就跟一個波一樣,而且這個扭曲還不是固定的,它可能一會兒大一會兒小,像水波一樣上下振動,規律地變化,這個就是引力波。

所以我們終於講明白了,其實引力波就像給水裡丟了塊石頭一樣,如果你在空間中扔了一個星球,這個星球在空間中突然地出現,就會讓空間產生一定的漣漪,這就是引力波。

愛伊斯特曾經論證的“引力波”,100年後才被我們發現,給他點贊

引力波

本質上你一定是要把空間當成一種物質,它也能受到扭曲,它也能受到變化。那我們的空間受到的扭曲跟變化還有一種規律的抖動,這個就是引力波。

至於人們花了100年的時間才發現它,是因為它微弱到沒有辦法被察覺。弱到什麼地步呢,我們來舉個例子,地球上那麼多的東西全都被吸在地球上的。我們說引力小,那得看它跟誰比。

愛伊斯特曾經論證的“引力波”,100年後才被我們發現,給他點贊

引力波

現在假設我們有一根鐵釘掉在地上,這是因為引力作用,被吸在地面上。但是同時這顆鐵釘它又可以很輕鬆地被一塊極小的磁鐵給吸起來,但是一塊磁鐵才多大點,地球可是如此巨大的龐然大物,這麼大個地球,它的力道還沒有一塊小磁鐵大,可見,引力比磁力真的弱的不止一星半點。

說引力的力道弱,那麼他能弱多少呢?簡單來說,可以這麼講,我們的地球比一塊磁鐵大多少倍,引力大概就要比磁力弱多少倍。

愛伊斯特曾經論證的“引力波”,100年後才被我們發現,給他點贊

引力波

那為什麼在2016年的時候,也就是100年後,我們又把它給檢測到了呢?是因為在宇宙中發生了一件大事情,那是一件什麼大事呢?就是兩個大黑洞它們合體了,它們變成了一個完整的黑洞。為什麼兩個黑洞合在一起才能在宇宙中鬧出這麼大動靜呢?光一個黑洞難道不能鬧出什麼大的動靜嗎?

想想前面的例子,假如這個被單上面只是靜靜地放置著一個超級重的保齡球,一個黑洞相當於一個很重的保齡球,它會把床單壓得非常深,但是床單是不會動起來的,它只能扭曲空間,但是這個時候如果第二個保齡球進來那就不一樣了,這兩個保齡球如果還在不停碰撞,那你可以想象這個床單必然是被攪得天翻地覆,它波動的幅度肯定就變得非常明顯了。

愛伊斯特曾經論證的“引力波”,100年後才被我們發現,給他點贊

引力波

我們來總結一下為什麼要兩個黑洞,而且這兩個黑洞它還要碰撞。

第一,只有兩個黑洞碰撞了,宇宙,這條床單才會被劇烈地擾動,才會有動靜。

第二,它們必須得是黑洞這樣引力極大的天體,才能夠保證這個動靜很大,大到我們可以探測到。

愛伊斯特曾經論證的“引力波”,100年後才被我們發現,給他點贊

引力波

所以說本質上不是我們的實驗儀器進步了,而是我們等了整整100年才等到了這麼兩個黑洞合體的奇蹟。但是你千萬不要覺得100年時間很長,要知道我們的宇宙已經存在了150億年。如果把這150億年比作宇宙的一年,這100年對宇宙來說真的是過了一秒鐘都不到。所以說並不是這個事情發生的次數很少,只是我們人類太渺小,活的時間太短了。

題外話:讀書可以擴充我們知識邊界,獲得更多看問題的視角,但盲從是要不得的...

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