有人說「引力波」的速度比光速大10000倍,可信嗎?

2020-12-05 宇宙新思維

據目前所知,引力波的速度並沒有超光速。

這從理論和實踐中都得到了證實。引力波是愛因斯坦於100多年前在廣義相對論中預言存在的,並從引力場方程中推算出引力波的速度為光速。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。按照愛因斯坦廣義相對論的說法,引力是時空彎曲的幾何效應,「引力」和時空是有聯繫的,彎曲的時空就是引力場。所以從這個角度上看,引力的傳播是彎曲時空自身的傳播,而引力波是時空變化的傳播,兩者是有區別的,但它們的傳播速度應該是一樣的,即都是光速,而非10000倍光速。

既然引力波是時空變化的傳播,下面我們就再從時空的特性方面加以分析。

我們知道所有物體的運動都是在時空中的運動,都是以時空為背景,運動速度等於路程除以時間,速度的大小是時空的度量。光的運動也不例外,光速再快也是在時空裡的運動,跑不出時空。

時空具有相對性,光速的不變正是時空都具有相對性的體現,光和光速可以說是時空的本質屬性,代表著時空自身的東西,因此任何物體的運動速度不會超過時空就不會超過光速,光速成為物體運動的最高速。引力和引力波也是與時空有關,因此它們的速度理論上也只能是光速,不可能是10000倍光速。

對引力波速度的一點質疑

上面已經討論了,引力波既然是時空的漣漪,那它的速度必然與時空的特性有關,時空不但是彎曲不均勻的,而且還是膨脹的。不但是膨脹,還是超光速膨脹。那時空的膨脹是否能影響引力波的傳播速度?是像光速一樣一直不變?還是隨著超光速膨脹的空間而自然超光速傳播?還尚未可知。

根據哈勃定律中的哈勃常數可計算出星系相互之間超過多大距離,相互退行(空間膨脹)的速度就超過光速了。2018年最新的哈勃常數為73.52千米/秒·百萬秒差距,即每相距326萬光年,星系的退行速度就增加72.53千米/秒,用光速除以這個哈勃常數,很容易就算出大約距地132.9億光年處,星系所在的空間膨脹速度就超過光速了。目前相對於地球來說,可觀測宇宙的直徑為930億光年,即以地球為中心,半徑為465億光年的球形區域。

按照上面算法,在465億光年的可觀測宇宙邊緣處的空間膨脹速度大約為3.5倍光速。也就是說即使引力波的速度跟隨空間膨脹變化,它的速度也只是3.5倍光速。這當然是可觀測宇宙大小範圍內的,隨著以後科學水平和觀測水平的提高,可觀測宇宙範圍還會進一步擴大,當然有一些星系我們永遠也不會看到,我們當前的理論除了量子力學,其他的包括相對論都是定域化的,即影響不到我們的東西可以認為它不存在。這樣有科學家計算宇宙的真正大小為2250億光年,

即使按這個尺寸算,引力波的速度也不會超過17倍光速,離著10000倍光速差的太遠。

以上僅屬個人看法,也是原創,請勿轉載。

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  • 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。
  • 愛因斯坦說光速是宇宙中最快的,為何有人認為引力波超光速?
    我們都知道光速是宇宙中最快的速度,在愛因斯坦的相對論中,愛因斯坦曾經多次提及不可能存在比光速還要快的物體,根據實驗,光的速度約為30萬公裡/秒,不過即使人類日後可以實現光速飛行,也沒有辦法真正的去往宇宙中任何一個地方。
  • 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?
  • 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。至於光速為什麼不變,在這裡就不多作探討。簡單說就是四維時空的結構決定的。然後我們來看看廣義相對論裡的引力速度。
  • 引力波的傳播速度是多少?會比光速更快嗎?
    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?
  • 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。
  • 量子糾纏速度比光速快萬倍違反了相對論嗎?
    常有人拿量子糾纏速度說事,隔段時間還要弄出一個某科學家已經證實量子糾纏速度超過光速萬倍云云,其實這都是扯淡,是對量子糾纏完全不知道咋回事的炒作,是認識的一個誤區。量子糾纏沒有速度,是一種現象和微觀世界粒子的固有特性。
  • 相對論說光速不能超越,那麼量子糾纏和引力波超光速了嗎?
    量子糾纏的影響是瞬時的,引力波的傳遞速度是光速。相對論描述了在我們宇宙中,有效信息的傳遞速度最快為光速;從愛因斯坦的引力場方程,也可以得到引力波的傳遞速度為光速,這點已被天文觀測所證明。比如在2017年10月16日,人類觀察到的雙中子星合併事件,就距離地球1.3億光年,電磁波和引力波幾乎同時到達地球,證明了引力波的傳遞速度為光速。
  • 為什麼量子糾纏超越光速至少10000倍!但卻不違背相對論?
    為什麼量子糾纏超越光速至少10000倍!但卻不違背相對論?愛因斯坦的狹義相對論指出,光速是不可超越的,也就是說,光速是宇宙中最快的速度,但是為什麼量子糾纏超光速至少10000倍但卻並不違背相對論呢?狹義相對論的速度極限僅指物質的運動。如果某種速度現象不是物質的運動,沒有相對論的約束,有可能超過光速嗎?答案是肯定的,只要不是物質運動的速度,相對論就不會產生約束。到目前為止,還沒有科學家得出量子糾纏超過光速的絕對結論,但它得到了許多權威人士的支持。瑞士科學家最近表示,他們已經在實驗中證明,糾纏亞原子粒子之間的信號傳輸速度遠遠快於光速,達到光速的一萬倍。
  • 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。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。
  • 為什麼引力波會以光速傳播?
    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
    引力波的傳播速度不能超過光速   光速是指光波或電磁波在真空或介質中的傳播速度。真空中的光速是目前所發現的自然界物體運動的最大速度。它與觀測者相對於光源的運動速度無關,即相對於光源靜止和運動的慣性系中測到的光速是相同的。物體的質量將隨著速度的增大而增大,當物體的速度接近光速時,它的質量將趨於無窮大,所以有質量的物體達到光速是不可能的。只有靜止質量為零的光子,才始終以光速運動著。光速與任何速度疊加,得到的仍然是光速。速度的合成不遵從經典力學的法則,而遵從相對論的速度合成法則。
  • 相對論不允許超光速,那量子糾纏和引力波超光速了嗎?
    在愛因斯坦建立狹義相對論以後,就從狹義相對論裡得到了有質量物體無法通過有限加速達到光速的推論,另外也得出無質量物體必定以光速運動,基於這兩點就能推論出能量和信息傳遞速度也不能超過光速,可以說能量和信息傳遞不能超光速就包含了前面兩個推論,因此通常我們提到狹義相對論不能超光速時,只要理解成能量和信息傳遞不能超光速就可以了
  • 引力波速度之謎,近年引力波研究端倪
    不是,也可以說是,因為引力的速度等於光速。但光速已經是物理學界的一個基本常數,從微觀世界到宏觀世界都是以光速這個標尺來衡量的。前些年才證實的引力波傳輸速度也是光速。因此引力波、電磁波、光波是人類發現同樣速度的幾種現象,只是與光速並列,並沒有超過光速。因此光速依然是最經典的最快速度,廣泛用於宇宙大小尺度的丈量。人類在生活中最常用的尺度是米,現在科學界確定最精確的1米為光在真空中1/299792458秒所運行的距離。也就是說光速在真空中運行每秒速度為299792458米,約為30萬千米,1光年為9.46萬億千米。
  • 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。
  • 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。
  • 引力波是什麼?時間、光速、引力波,到底帶給時空什麼樣的神秘改變?
    牛頓也是一位偉大的科學家,但是牛頓最大的問題是沒有徹底的解決引力和時空之間的關係,他知識籠統的把引力解釋為一種無處不在的現象,而愛因斯坦的偉大之處是,他把引力研究到一個更高的層次,也就是引力波現象。因此引力波的出現,給整個宇宙變化,劃出一個偉大的藍圖。我們現在看到的宇宙,之所以膨脹是因為宇宙還處於一個發展階段,引力波對於宇宙的影響可以說還是比較小。
  • LIGO真的探測到引力波了嗎?
    在雙黑洞併合最後時刻,引力波輻射的峰值比整個可觀測宇宙的電磁輻射強度還要高10倍以上,可以說是最為慘烈的宇宙現象。然而,由於距離的遙遠,這次引力波爆發事件在地球上產生的效應卻是極其微小。假定引力波的速度等於光速,當光學餘輝傳到地球時,物質湮滅過程產生的引力波也同時到達地球,並在LIGO的雷射幹涉儀上產生幹涉條紋的變化。問題是,LIGO真的觀察到兩個黑洞併合了嗎?
  • 給你說清楚引力波,更重要的是說清楚中國該怎麼做
    當天體質量發生變化(例如旋轉或運動)時,相當於鉛球在床墊上滾動,導致的床墊變形以震動(波)的方式向外擴散,就形成了「引力波」。因此,有人把引力波詩意地稱為「時空的漣漪」。關鍵是,什麼是宇宙時空呢?我們在此不能不被我國古人的智慧折服。在中國古代就有「上下四方曰宇,往古來今曰宙」的說法(即宇的意思是無限空間,宙的意思是無限時間)。愛因斯坦說宇宙就是時空,兩者意思完全一樣。