引力波的傳播速度是多少?會比光速更快嗎?

2020-11-22 火星科普

在牛頓的引力理論中,引力作用是瞬間產生的,無論多遠的物體都有引力作用,所以引力就成了一種超距作用。

但在愛因斯坦的廣義相對論看來,引力是物體壓彎空間產生的幾何效應,並且引力也不是超距作用,引力在空間中的傳播速度為光速。而且廣義相對論預言,物體在空間中加速運動時,空間的曲率會不斷發生變化,從而輻射出時空漣漪,即引力波,其傳播速度也正好為光速。

那麼,牛頓和愛因斯坦對引力的描述哪個更符合實際情況呢?

事實上,很多觀測實驗,例如,星光偏轉、引力紅移,已經可以證實廣義相對論更符合實際。到了2015年,引力波(由雙黑洞合併產生)的直接發現更是證實了廣義相對論。在牛頓的萬有引力定律中,不可能存在引力波這種東西。並且觀測結果顯示,引力波的傳播速度應該與光速相當。

到了2017年,天文學家第一次探測到了雙中子星合併產生的引力波(GW170817)。在此次事件中,兩顆中子星以三分之一的光速高速碰撞在一起,這種實體碰撞不但會輻射出強大的引力波,而且還產生了一系列的電磁波——從無線電波到可見光一直到伽馬射線,這成了研究引力波的千載難逢機會。

結果表明,引力波與電磁波的傳播速度是一樣的,都是光速。雖然電磁波比引力波晚了1.7秒到達地球,但這並不意味著引力波的速度比光速快一些,而是因為電磁波的產生時間稍慢一些,或者中子星碰撞後產生的碎片減慢了電磁波的傳播速度。

相關焦點

  • 為什麼引力波會以光速傳播?
    當你計算電磁輻射產生的屬性,它表現得像一個波的傳播速度等於(ε0μ0)1/2,這恰好等於光速。相對論性電子和正電子可以加速到非常高的速度,但會以足夠高的能量發射同步輻射(藍色),阻止它們運動得更快。但為什麼——作為一個將傾向於問——這些引力波以光速旅行嗎?為什麼重力的速度,你可以想像它可以取任何值,必須與光速完全相等?也許最重要的是,但我們怎麼知道?想像一下,如果突然使出終極宇宙魔法,讓太陽消失,會發生什麼。如果這樣你就不會看到天空變暗8分20秒,這是光從太陽到地球大約1.5億公裡所需要的時間。
  • 引力波的傳播速度有多快_引力波傳播是瞬時的嗎_引力波的傳播方向
    引力波的傳播速度有多快   引力波如何傳播的   以地球如何感受太陽引力為例。遺憾的是,廣義相對論誕生100年之後的今天,仍然沒有直接探測到引力波。   目前測量引力傳播速度的實驗,通常是觀測太陽、地球、月亮系統的重力變化,實際上只是觀測牛頓引力勢的作用時間。當然,因為牛頓引力勢總是坐在在引力波這輛跑車上,所以也算是間接測量了引力真正的傳播速度。
  • 引力波與引力傳播速度
    光的速度有多快,光的速度是光速,是大約30萬公裡每秒。儘管我們從日常生活中感受不到光的傳播需要的時間問題,但是我們都知道光是有速度的,並不是無窮快的。那麼,引力的傳播是有速度的嗎?早在二十世紀初,愛因斯坦就在他的廣義相對論中指出,引力的傳播速度是有限的,等同於光速。然後根據廣義相對論的引力場方程,我們知道引力並不是真正意義上的力,它是質量彎曲時空之後產生的幾何效應,它在空間中的傳播速度就是光速。
  • 到底是引力波的速度快,還是光速快?
    除創立狹義相對論與廣義相對論以外,他還就光電效應以及光速限定原則進行了解釋與說明。除此之外,他還預言了三大特殊事物,分別是引力波、黑洞和蟲洞。在愛因斯坦提出引力波、黑洞與蟲洞之時,不少人對他嗤之以鼻,直言這些事物不可能存在。但科學與時間給了當時質疑愛因斯坦的人一記響亮耳光,如今,科學家已證實引力波與黑洞的存在,只剩蟲洞還有待證明。
  • 引力波是什麼,它的運行速度到底有多快,會超過光速嗎?
    網絡上常見一些說引力波速度超過光速的說法,這不有位網友問我:引力波超過光速10000倍,你信嗎?我當然不信,但我不知道這位網友憑什麼這麼說,我只能反問:你自己信嗎?憑什麼?如果你自己相信引力波比光速快10000倍,依據又是什麼,哪來的底氣?
  • 有人說「引力波」的速度比光速大10000倍,可信嗎?
    2016年和2017年人類兩次探測到引力波,特別是2017年10月16日從1.3億光年外首次探測到了雙中子星併合產生的引力波,其速度為光速。愛因斯坦認為帶質量物體加速度運動就會產生引力波。實際上愛因斯坦並不喜歡「引力波」這個叫法,是個「波」不假,但嚴格說起來,它並不是「引力」的波動,它是時空變化的振蕩傳播,所以引力波被稱為時空的漣漪。
  • 為什麼引力波也可以是光速傳播?
    雙中子星的引力波的振幅是變化的,當兩個中子星的距離較遠的時候,也是有引力波在輻射的,只不過這個時候引力波的振幅很小,我們地球上探測不到。粗略地說,引力波的振幅與兩個中子星的距離成反比。距離越小,則引力波的振幅越大。
  • 在宇宙中「引力波」比光速快10000倍你相信嗎?
    引力波是愛因斯坦在廣義相對論場方程中的一個解。題主說引力波超過光速萬倍,這完全成立,而且不止萬倍。先從理論上說,黑洞可以吃掉一切物質包括光,但美國ligo卻從兩個黑洞的碰撞中檢測到了引力波,這充分證明引力波的傳播速度超過光速。因為如果引力波與光速相等,應該無法掙脫黑洞束縛。
  • 引力波速度是為什麼是光速?引力速度是最快速度嗎?
    先確定一下你說的速度是指什麼速度,你不說我當你是運動速度了()按照狹義相對論,宇宙中最快的運動速度是光速。這是狹義相對論的基本公設,目前所有理論所有實驗都沒有違背這條公設。由於近年引力波的科普文章鋪天蓋地的,大家都應該知道引力波的速度也是光速,但其實這個不是偶然巧合,這實際上是愛因斯坦自己定的,當然他是有充分理由這麼定的,這跟光速不變在狹義相對論裡的公設差不多性質,狹義相對論裡,由於光速測量結果已經證明光速不變,所以愛因斯坦直接以此為基礎推導出統一的時空結構。
  • 引力波知多少
    根據廣義相對論,引力場的強度會影響時鐘的快慢。兩個校對好的時鐘,一個拿到引力弱的地方,另一個拿到引力強的地方,最終你會發現,後者走得比前者慢。這就是引力的時間膨脹效應。而引力波所過之處會引起引力場的變化,那麼自然,它也會引起時間的「波動」。引力波的速度是多少?會比光速快嗎?波的傳播需要速度,引力波也不例外。根據廣義相對論,引力波的傳播速度是光速。
  • 引力的傳播速度是光速,科學家是如何測量出來的?
    在愛因斯坦的相對論中,光速是恆定的,並且是不可超越的,但在宇宙間能夠達到光速的不僅僅只有光,還有引力、磁場和電場,同樣它們也能以光速進行傳播。按照牛頓的經典力學來說,引力是瞬間作用的,不過愛因斯坦卻認為引力波與光速一致,而後來終於有科學家們證實了引力波的速度,與光速達到了一致。
  • 引力波為什麼等於光速?
    而且廣義相對論預言,物體在空間中加速運動時,空間的曲率會不斷發生變化,從而輻射出時空漣漪,即引力波,其傳播速度也正好為光速。2、2017年引力波被發現引力傳播的速度不像是光速那樣,可以通過隨處可見的可見光去測量,由於引力看不見也摸不著,並且十分微弱,所測量起來十分困難。
  • 引力波是什麼,它的速度有多快,能超光速嗎?
    這是最難理解的事物之一,帕特倫的支持者羅伯特·漢森想知道更多關於: 引力波是以光速傳播的微小的時空擾動。然而,時空可以比光速更快的擴張和收縮。壓縮波的定義是緊跟在收縮後的擴張所產生的波。這似乎產生了一個悖論:引力波以光速傳播,但似乎有一種理解它們是超光速的,如何解釋這一明顯的悖論?
  • 引力速度與光速均為c,帶你揭秘二者速度大小真的差不多嗎?
    引力波在空間中的傳播速度為c,而光速在空間中傳播的速度也為c。引力在空間中的傳播速度至少是光速的10^18倍。這就是為什麼所有引力理論都用瞬間來描述引力的傳播速度。在萬有引力的理論中,若引力像光速一樣慢,而這樣的誤差或延遲,將會導致災難性的結果。
  • 引力的傳播速度是光速,我們是如何發現並測量的呢?
    20世紀初,愛因斯坦提出了狹義相對論,其中有兩條基本原理,其一是狹義相對論性原理,即物理規律在所有慣性參照系中都具有相同的表現形式,從而否定了以太假說;其二是光速不變原理,即在所有慣性參照系中,光在真空中的速度穩定保持一個數值,不會因慣性參照系的不同而發生改變。
  • 光速是最快的速度嗎?還有比光速更快的速度嗎?
    光速真的是極限速度? 我們常常聽到一個說法:光速是最快速度。但事實真的如此嗎? 其實並非如此,光速是最快速度是有條件的,而且有時它並不快,比如,契倫科夫輻射。在輕水中,光速還沒有帶電粒子的速度快。
  • 相對論不允許超光速,那量子糾纏和引力波超光速了嗎?
    那麼量子糾纏和引力波超光速了嗎?這其實是兩個問題,我們必須分開討論,因為兩者的性質完全不同。量子糾纏量子糾纏最早是由愛因斯坦提出的,用以質疑玻爾為首的哥本哈根學派對波函數坍縮的概率解釋。引力波量子糾纏沒有超光速那引力波呢?這個問題分兩種情況。首先引力波傳播速度等於光速這是廣義相對論得出的結論,雖然它其實是利用光速常數c強行規定的,但是在多次引力波事件的測量中已經證明,引力波傳播速度就是光速!
  • 如果一種物質的速度超過光速,會發生什麼?
    如果物質的速度超過光速會怎麼樣?我認為它會消失或者被取代,但它不會被摧毀!! 我們不知道如果一種物質的速度超過光速會發生什麼,原因很簡單,因為它永遠不會超過光速。光速是一個物體相對於附近物體的運動速度的最基本上限。事實上,任何具有有限靜止質量的物體都不可能以光速運動。
  • 引力波會最終證明愛因斯坦廣義相對論錯了嗎?
    但是,最初由雷射幹涉引力波天文臺(LIGO)合作利用,後來由室女座幹涉儀(VIRGO)加入,使我們能夠探測到引力波穿過地球時太空中的波紋。實際上,這些波以光速穿過地球,在垂直方向上交替地拉伸和壓縮空間,使我們能夠首次「看到」這些引力波。當波穿過地球時,在一個方向上的拉伸導致光需要更多的時間來穿過它,而在垂直方向上的壓縮將光的傳播時間減少了相等的量。
  • 聲音傳播的極限速度是多少?
    愛因斯坦的狹義相對論為我們指出了宇宙的速度極限——真空中的光速。但是,聲音的傳播需要介質,而在所有介質中絕對最高音速是多少呢?測量每種材料中的聲速是不現實的,但是科學家現在設法根據自然定律中的基本常數為聲音的傳播確定了速度上限。