引力波怎么探测（引力波探测计划）

百问百答财经资讯 2024年12月09日 06:27:20 13 0

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对引力波的探测是间接的，因为物理学家只是通过排除其他选项来推断引力波的存在。自20世纪60年代以来，物理学家们一直试图建造引力波探测器，直接探测引力波的存在。要了解直接探测的方法，我们必须首先了解引力波经过时对粒子的影响。考虑将一圈粒子放置在一个完美的圆圈中。

引力波是通过LIGO探测器发现的：引力波本质上是空间的形变在传播。如果引力波传到地球，我们会在一个方向上被拉伸，在另一个方向上被挤压。LIGO计划就是要测量这种效应。LIGO有两条长臂，相互垂直。每条臂长达4公里。LIGO的长臂实际上是高度真空的长管。

但是，爱因斯坦的广义相对论并不详细，它还欠缺一个关键的物品，那便是引力波。在物理中，引力波就是指时空弯曲中的漪涟，根据波的方式从辐射源向外散播，这类波以吸引力辐射源的方式传送动能。

引力波是爱因斯坦在广义相对论中提出的，即物体加速运动时给宇宙时空带来的扰动。通俗地说，可以把它想象成水面上物体运动时产生的水波。但是，只有非常大的天体才会发出较容易探测的引力波，如超新星爆发或两个黑洞相撞时，而这种情况非常罕见。

在物理学中，引力波是指时空弯曲中的涟漪，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[1] ，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。

引力波的提出爱因斯坦设想，引力源自空间的弯曲。当受引力作用的物体改变其形状时，它们会在空间中激起涟漪。当地球感受到这些涟漪时，我们的局部空间就会随之发生微小的波状“抖动”——被拉伸或挤压。然而，这种效应极其微弱，因为引力是一种非常弱的作用力。

引力波怎么探测（引力波探测计划）

1、如何探测引力波？干涉测量的基本原理是将一束激光分成两束，每束以直角射向另一束。每一束光都经过一定的距离，击中一面镜子，回到它们分裂的原始点，重新组合，再次形成一束光。如果不存在引力波，则每个光束将行进相同的距离，并且组合光束将具有由光的重新组合引起的特定干涉图案。

2、这些装置利用激光干涉计原理，通过测量激光束在空间中传播时的微小变化来捕捉引力波的存在。激光干涉计的灵敏度与激光传播距离相关，为了捕捉到引力波的微弱信号，LIGO和GEO 600的臂长分别达到600米和3000米，这样的规模要求了极高的精度和隔离技术，如真空隔离和振动控制。

3、引力波是通过LIGO探测器发现的：引力波本质上是空间的形变在传播。如果引力波传到地球，我们会在一个方向上被拉伸，在另一个方向上被挤压。LIGO计划就是要测量这种效应。LIGO有两条长臂，相互垂直。每条臂长达4公里。LIGO的长臂实际上是高度真空的长管。

4、引力波是广义相对论的结果，它把引力归因于物质引起的时空弯曲。因为我们可以弯曲，我们可以把时空看作一种媒介。时空就像一种无处不在的物质，可以弯曲和振动，而振动的波就是引力波。引力波路径上任意两点之间的距离都会以波浪式的方式变化。就像一个气球。你在气球表面画两个点。

引力波和电磁波一样，是在真空介质的帮助下以光速传播的，而不是通过引力的长距离传播。对于不同的粒子或天体，在不同的条件下，引力波具有不同的频率，没有确定的常数：高质量低质量，极端条件温和条件。例如，核能电子，太阳能地球。

在物理学领域，引力波的发现是一个重大的科学突破。这一发现主要归功于激光干涉引力波天文台的实验结果。引力波是物质和能量在极端条件下，如天体碰撞、超新星爆发等，以弯曲时空的形式释放的波动。由于其极其微弱的特性，引力波的探测一直是个巨大的挑战。直到LIGO的成功运行，才首次直接探测到了引力波。

当一个引力波通过一个观测者的时候，因为应变(strain)效应，观测者就会发现时空被扭曲。当引力波通过的时候，物体之间的距离就会发生有节奏的增加和减少，这个频率等于这个引力波的频率。这种效应的强度与产生引力波源之间距离成反比。

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