引力波有什麼實際意義?科學家想知道1000光年外有沒有引力子

2020-12-04 關注未來世界

#科學了不起#

廣義相對論在描述宇宙級的宏觀現象上大獲成功,而量子力學統治著微觀世界,為了把廣義相對論和量子力學統一起來,揭示引力的微觀本質,科學家提出了量子引力理論。

量子引力理論推測,自然界存在一種「引力子」(graviton),它是引力傳播的媒介,就如同光子是電磁力的載體。然而這種引力子比光子更加神秘,隱藏在一個人類目前無法觸及的尺度或維度。

黑洞是宇宙中的引力怪獸,假如引力子真的存在,那麼在黑洞附近引力子肯定是最多的,到那裡找準沒錯。

然而,黑洞離地球非常遠,最近的黑洞也在1000光年外,相隔這麼遠的距離,一般只有電磁波能傳播到地球,帶來一點有限的信息。然而黑洞內部是不發光的,所以天文儀器望向黑洞的方向,接收到的信息都是黑洞周圍的物質散射或發出的光,而不是直接來自黑洞。大多數關於黑洞的研究都是通過計算機模擬完成的,可謂「紙上談兵」,根本無法直接證明黑洞的真實情況。

2016年2月11日,人類第一次掌握了測量引力波的方法,這種方法為人們帶來了關於黑洞、中子星這些大質量天體的豐富的、直接的信息

有科學家提出,能否在引力波探測器接收到的信號中,挖掘出關於「引力子」的有價值的信息?

引力波是遙遠的大質量天體相撞、合併引發的引力事件,引力波探測器雖然身在地球,也能感受到微弱的引力變化。引力波探測器中有兩塊物體,它們的距離是一定的,當引力波襲來的時候,這兩塊物體之間的空間會隨著引力波伸展或壓縮,使兩者的距離發生相應的改變。

重大的引力事件往往伴隨著大規模的爆炸,所以,當引力波探測器感知到這種微弱的距離變化時,再去跟天文望遠鏡獲取的信息相互印證,就可以證明確實是發生了引力事件。

儘管引力波十分微弱,但是測量引力波已變成現實。然而,假如像量子引力理論推測的那樣,真的存在引力子,那麼引力波應該是若干個引力子的集體行為,要想從引力波中分解出每個引力子的貢獻,談何容易。如果把引力波比作海浪,那麼引力子就可以比作一個水分子,試問一位衝浪者怎麼才能從波浪的起伏來推測它是由多少個水滴組成的呢?

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  • 引力波是怎麼發現的_引力波有什麼實際意義(引力波對人類的意義)
    引力波的定義   雖然科學家們對引力波的研究有史已久,但對引力波的定義並不明確。至少給人兩種印象。   1)引力波是從物體內部的質量中輻射出來的波。這種波形成了引力場,引力是通過引力波傳遞的,從而導致了引力現象的出現。這種波有點像電磁波那樣是由波源(物質質量)輻射出來的。這樣的波是微觀的,頻率比較高。
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    那麼有引力場,一定就有引力波,有引力波意味有組成引力波的引力子。這也是愛因斯坦先生的預言。 而引力波在2016年被探測到了,這多麼讓我們驚喜!隨著對引力波的研究,我相信會有更多的發現。我們這樣推理,是因為我們不相信「無物質」的作用,就是引力這樣的作用不是虛無中誕生的。但是我們這樣推理也很頭疼,頭疼主要來源於兩點:第一引力作用的速度理解;第二引力子尚未被直接觀測到。
  • 引力子存在嗎?科學家把難題交給了黑洞合併
    近日,一項發表在《物理評論快報》的研究指出,在兩個黑洞合併而導致的引力波碰撞中,可以通過觀測引力子轉化為光子的現象,來尋找引力子。引力子是什麼?引力波的碰撞如何幫助我們尋找引力子?證明引力子的存在對於我們有何意義?近日,科技日報記者就上述問題採訪了相關專家。
  • 引力子存在嗎? 科學家把難題交給了黑洞合併
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  • 引力波知多少
    【每日科技網】引力波的發現為廣義相對論劃上了完滿的句號。我們知道,廣義相對論預言了許多現象,一百年來,被預言的引力波一直「猶抱琵琶半遮面」。例如,2015年有科學家曾宣布,架設在南極的一個望遠鏡上捕捉到了引力波的蹤跡,但隨後卻被認為信號系塵埃幹擾所致。
  • 引力是空間彎曲的幾何效應,為何科學家還要尋找引力子?
    物理學中一共有四大基本力——強力、弱力、電磁力和萬有引力;其中引力最先被發現,後來麥克斯韋把電和磁統一到了電磁理論中,四大基本作用力主宰著我們世界微觀到宏觀的一切,但是又存在明顯差異。愛因斯坦的相對論在描述宏觀世界時非常成功,尤其是廣義相對論把引力描述為空間的幾何效應,解決了天體物理學的眾多難題;愛因斯坦受此啟發,也試圖把電磁力幾何化,但是沒有成功。
  • 人類檢測到引力波究竟有多難|引力波|探測|淚流滿面_網易科技
    感興趣的同學可以看下面這個,廣義相對論的驗證:廣義相對論的實驗驗證廣義相對論的正確性已經毋庸置疑,但是,作為廣義相對論的一個重要預言——引力波,卻遲遲沒有發現。把廣義相對論作為人類科學聖經的科學家們上火了,他們堅信,引力波是一定存在的,為了探測到這個引力波,幾代科學家們做出了很多嘗試和努力(這個具體我們後面章節再說)。那麼這個神秘的引力波,到底是啥玩意呢?
  • 「引力子」是否真的存在?科學家想了個辦法
    北京時間9月1日消息,在一項新研究中,科學家通過新的計算方法揭示了一種假想的粒子如何產生特殊的噪聲這種理論上的粒子即「引力子」(graviton),許多物理學家都相信引力子的存在,但很少有人認為我們會看到它們。這些假設的基本粒子是量子引力理論的基石,但在自然界中很難觀測——或許不可能被觀測。
  • 想跨越宇宙11維度,科學家表示,得找到愛因斯坦預言的這個物質
    想跨越宇宙11維度,科學家表示,得找到愛因斯坦預言的這個物質眾所周知,科學家認為我們的宇宙有11個維度,而我們接觸到的最高維度是三維。科學家們對三維及以下的維度有比較清晰的認識,但對三維以上的維度卻不太清楚,有科學家說,要想穿越這個維度,就必須找到愛因斯坦預言的這個物質。這個物質到底是什麼呢?讓我們一起來看看。
  • 真的存在引力子嗎?我們有可能找到引力子嗎?
    但是,從理論上講,應該有一個量子對應物,由一個稱為引力子的假設量子粒子介導。只有,我們能找出引力子是否確實存在嗎?無論從實驗還是觀察上,我們都不知道引力是否本質上是量子的。如果是這樣,我們將在有方法進行測試和驗證後立即接受它。這就是為什麼這可能沒有您最初想像的那麼不可能。圖註:光電效應詳細說明了光子如何根據單個光子的波長而不是光強度或總能量或任何其他性質將電子電離。
  • 引力波研究科學家:引力波究竟是如何被探測到的,為什麼值得我們淚...
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  • 引力波的發現是不是證實了引力子也是存在的?
    1916年愛因斯坦給出了廣義相對論,按照廣義相對論,引力的本質是有質量的物體使時空發生了彎曲。物體運動時會給時空帶來擾動,這就會激發出引力波。2016年,美國的雷射幹涉引力波天文臺首次捕捉到引力波,引力波的存在得到了正式確認。
  • 新引力波發現 都由哪些國家發現的有什麼意義
    原標題:雙中子星引力波和你啥關係呢?坦白說……  四次發現雙黑洞引發的引力波之後, 人類現在第一次發現了雙中子星碰撞引發的引力波 ,而且首次實現了國際合作、多國利用引力波天文臺、電磁波望遠鏡同時詳細觀測了這一事件。
  • 引力波被檢測存在,那麼存不存在「引力子」?專家:有可能
    牛頓在這一點上對光理解有誤,他認為光是由粒子構成的,但其他人,如與牛頓同代的惠更斯,以及後來的楊和菲涅爾等十九世紀初的科學家都明確提出,如果不把光視為一種波,光的很多特性就無法解釋。光的一些特性在其通過雙縫時顯現出來:探測屏上呈現的圖樣表明,光會產生相長幹涉(導致亮紋)和相消幹涉(導致暗紋)。圖片來源:維基這種幹涉現象是波的特點,因此這「證明」光是一種波。
  • 新理論認為,光子可以揭示「有質量的引力子」
    在這篇新論文中,三位研究人員提出了一種全新的方法:通過尋找引力子(帶有重力的理論粒子)和光量子(組成光的微粒子)之間直接相互作用的效應來捕捉引力波。這篇新論文的合著者以及印度焦特布爾的印度理工學院的物理學家Subhashish Banerjee認為,通過研究那些與引力子作用後的光量子,可以重建引力波的性質。
  • 最近的黑洞在1000光年外
    黑洞的質量有大有小,即使是最小的黑洞,也有1.7~2.7倍太陽質量,可以輕鬆地吞下太陽這種等級的恆星。如果地球附近真的有顆黑洞,那最終必然無法逃脫被吞噬的命運。科學家很關心,地球附近到底有沒有黑洞呢?想找出一顆黑洞並不容易,放眼整個星空,吸引我們的都是那些閃閃發亮的恆星。其實這些恆星離我們都很遠,其中很多離我們有1000光年以上。
  • 假想的「引力子」是否真的存在?
    「黑洞的問題在於,它們是黑色的,所以什麼也出不來,」美國芝加哥大學的天體物理學家丹尼爾·霍爾茲說,「而量子引力的東西就發生在這個中心——這就太糟糕了。」然而,最近發表的幾篇論文對這一觀點提出了質疑。研究作者認為,引力子可能會在引力波探測器——如雷射幹涉引力波天文臺(LIGO)——中製造可觀察到的「噪音」。
  • 假想的「引力子」是否真的存在?
    「黑洞的問題在於,它們是黑色的,所以什麼也出不來,」美國芝加哥大學的天體物理學家丹尼爾·霍爾茲說,「而量子引力的東西就發生在這個中心——這就太糟糕了。」然而,最近發表的幾篇論文對這一觀點提出了質疑。研究作者認為,引力子可能會在引力波探測器——如雷射幹涉引力波天文臺(LIGO)——中製造可觀察到的「噪音」。
  • 引力波和光速都是299792458m/s,是巧合還是必然?
    看到這裡,有物理直覺的讀者一定為追問:為什麼引力的速度嚴格等於光速,這裡面必然有更深層次的原因 在這裡我必須聲明:在天文實際測量中,並沒有得到引力完全等於光速的結論,這其中最大的原因來自於誤差。 引力的速度等於光速在理論上是相對論推出的必然結果,幾乎所有科學家都認同這一結果。
  • 假如知道了宇宙的所有秘密,人類會感到恐懼嗎?其實我們沒資格!
    宇宙的真相是什麼?人類就像突然在一艘不知道從哪裡來、也不知道要往哪裡去的宇宙飛船甦醒過來,茫然四顧,所有人都在失憶狀態,因此一臉懵逼的開始了人生之旅,但每個人都只能經歷在這艘飛船上的某個片段,精彩的片段則不斷的傳頌與繼承,而人類正在試圖將這些精彩片段拼湊出旅程開始前以及未來的旅程!我們能成功嗎?