LIGO探測到引力波比電磁波早1.7S到達,引力波是超光速傳播嗎?

2020-12-05 星辰大海路上的種花家

引力波的本質是什麼?質量波動對於時空的漣漪,它的本質還是引力,因此引力波的傳播速度也是也就是引力傳播的速度,它的速度是光速!

一、引力

愛因斯坦早在1916年提出的廣義相對論認為引力的本質就是質量在時空中的表現,是質量彎曲時空的一種表現形式,引力是時空彎曲的表現!而質量在彎曲時空內運動時則遵循彎曲時空的運動方式,這就是引力作用下運動的表現形式!

我們在觀測中有很多引力彎曲時空的現象,當然最最著名的一次是英國天文學家愛丁頓領導的1919年在非洲普林西比島的日食觀測。因為這次日食觀測到了太陽引力彎曲恆星光線,使得地球提早觀測到被太陽遮擋的恆星!

當然太陽的引力不沒有達到圖示中那麼大,愛丁頓領導在普林西比的三次觀測結果中平均值為1.61±0.30 角秒, 而巴西的天體照像儀底片分析結果是0.93 角秒, 小口徑望遠鏡的照片比對結果是1.98±0.12角秒,與愛因斯坦預言的1.75角秒有一些差距!愛丁頓和戴森討論後以1.64角秒承認觀測結果!後1919年11月戴森教授在皇家學會和皇家天文學會上宣布觀測支持愛因斯坦的預言,太陽引力扭曲時空偏折光線的結論!

二、引力波

既然引力確實能夠彎曲光線,那麼質量的改變則會導致波動的引力像波浪一樣向四周擴散,這就是引力波的來源理論基礎,但如何觀測呢?畢竟引力波到達地球後改變的也許就是一個質子的直徑,我們地球上再精確的設備也無法測量?

這是最早期測量引力波的「韋伯杆」或者叫做「韋伯棒」,韋伯曾經在1969年宣布成功探測引力波,但最後被證明不過是計算錯誤所致!

LIGO的雷射幹涉探測引力波原理,儘管其反射距離不過數公裡,但來回反射多次則遠超這個距離,因此精度將大大提高!

並且LIGO探測器被架構在一個反覆阻尼防震平臺,將自然界所帶來的震動減少到極限!功夫不負有心人,LIGO在2017年,天文學家終於探測到了雙中子星GW170817合併產生的引力波,將愛因斯坦的另一個預言畫上了一個圓滿的句號!不過在此次事件中有一個比較有趣的事實需要指出下,探測到引力波1.7S後才探測到了電磁波段中子星合併的信號,但這並不表示引力波超前於電磁波啊,而是中子星合併所產生的大量塵埃在早期差生了屏蔽效應而導致電磁波晚一步到達!

引力波也不存在超光速現象,電磁波也沒有低於光速,兩者就是一對兄弟,大部分時候互不相干,但在中子星或者黑洞合併時候才會同時出現,其實很多時候都是同時出現的,只不過我們無法區分而已!

相關焦點

  • LIGO如何探測到引力波?
    最近,美國科學家宣稱,位於華盛頓州和路易斯安那州的雷射幹涉引力波天文臺(簡稱LIGO)已成功探測到引力波。消息一經傳出,全球科學界立即引起了轟動,這是世紀性的、革命性的、振奮人心的重大發現,可以類比百年前的人類發現電磁波。
  • 引力波跟電磁波的異同、LIGO幹涉儀探測引力波的基本原理
    前文《宇宙的顫抖:引力波》說明了引力波是真實存在的(間接證據),並且科學家們已經開始展開了探測和研究的工作(直接探測)。為了進一步了解引力波,我們來討論一下引力波的一些特性。為了便於理解,我們對照相對熟悉的電磁波來對比一下,以建立引力波的物理圖像。
  • LIGO真的探測到引力波了嗎?
    LIGO實驗證實愛因斯坦引力理論了嗎?因此,LIGO的引力波實驗聲稱的結果並沒有證實愛因斯坦引力理論,而是依賴於愛因斯坦引力理論。三. 到達地球的引力波強度有矛盾嗎?從這種意義上,引力波的傳播速度可能是超光速的。按照彎曲時空引力理論,引力波表示時空的振蕩,即所謂的時空「漣漪」。
  • 引力波與引力傳播速度
    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。
  • 諾獎解讀|引力波探測史:從愛因斯坦到LIGO
    龐加萊於1905年提出了一個新理論,他認為引力作用的傳播速度也等於光速,相當於一種「引力波」。但是,他的理論卻有不可挽回的缺陷。其中最致命的一點在於,無法根據這個基本假設得出一個一般性的引力定律。另外,這個理論還違反了作用力-反作用力定律。而且這種「引力波」需要從波源汲取能量,但它本身卻不能像聲波或電磁波那樣攜帶能量。愛因斯坦建立了普遍適用且與觀測數據相符的引力理論。
  • 相對論不允許超光速,那量子糾纏和引力波超光速了嗎?
    ,而是只有一個波函數,只有當其中一個光子被測量到時,這個唯一的波函數才隨機坍縮為確定的兩個光子。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!特別是雙中子星合併引力波事件,由於引力波和多波段電磁波接收到同一信號,因此已經非常確定引力波傳播速度與電磁波波速,即光速一致!
  • LIGO探測到所有天文學家一直期待的「三重」信號了嗎?
    當涉及到宇宙中的災難性事件時,如大型天體物理相互作用導致能量的巨大釋放,物理定律的理解告訴我們,有三種可能的方法來探測和測量它們。第一種是最常見的:通過光或電磁波。第二種是通過粒子的到來:比如宇宙射線或高能中微子。第三個成果是在不到四年前首次實現的,來自於對引力波的探測。
  • 引力波的傳播速度是多少?會比光速更快嗎?
    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。
  • 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
    麥克斯韋在1865年得到電磁波動方程,12年後赫茲證實電磁波的存在。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?
  • LIGO(雷射幹涉引力波觀測站)可以觀測量子引力嗎?
    愛因斯坦的廣義相對論(general relativity)預測說:加速中的大質量物體會發射引力波。直至上周,在這個預言後的一個世紀,LIGO(雷射幹涉引力波觀測站)聯合實驗室宣布他們首次探測到了引力波。不過這僅僅是開始——我們可以期待更多的成果,把愛因斯坦理論的實證研究準確性提升至前所未有的水平。
  • LIGO(雷射幹涉引力波觀測站)可以觀測量子引力嗎?
    愛因斯坦的廣義相對論(general relativity)預測說:加速中的大質量物體會發射引力波。直至上周,在這個預言後的一個世紀,LIGO(雷射幹涉引力波觀測站)聯合實驗室宣布他們首次探測到了引力波。
  • 引力波被探測到了,但引力子可能並不存在!
    如此一說,我想你大概可以能猜到我是怎麼看引力的。首先是引力場,這是我一開始就說到的。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。
  • 這次引力波為何比伽馬射線暴早到了1.7秒?都是光速為啥還不一樣
    就是北京時間10月16日22時,雷射幹涉引力波天文臺(LIGO)和處女座(Virgo)引力波探測器合作組織聯合召開發布會,宣布人類又一次探測到了來自宇宙深處的引力波!這已經是人類第5次探測到引力波,但是這次的引力波與之前4個信號不同,這次探測到的引力波信號GW170817來自1.3億光年外兩顆中子星的併合,而且這也是全球多地科學家第一次同時觀測到引力波與其電磁對應體。
  • 什麼是引力波,宇宙中引力波隨處可見嗎,探測引力波動的意義
    什麼是引力波呢,我們往池塘裡仍一顆石子,產生的波紋就類似引力波,引力波很脆弱,一般的引力波我們根本無法探測到。2016年探測到了引力波,只能說是運氣特別好,有兩個質量超級大的黑洞發生了碰撞,或者是兩個合併了,黑洞是一個星體和我們的地球差不多,但黑洞的質量非常大,是太陽的幾十上百倍,但體積和地球差不多!當這樣的兩個星體發生碰撞時,產生了巨大的引力波,就和我們往池塘裡,扔了一顆石子,產生了水波原理差不多。
  • 引力波探測在宇宙的「質量鴻溝」中發現神秘天體
    Buonanno (Max Planck Institute for Gravitational Physics), Simulating eXtreme Spacetimes (SXS) Collaboration近日《天體物理學期刊通訊》上刊登了一篇基於LIGO和Virgo引力波天文臺探測結果的研究報告,稱在宇宙中發現了一個質量為太陽2.6倍的「緻密」天體。
  • 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。如果太陽在某一特定時刻以某種方式消失,地球會立即以直線飛行嗎?或者地球會繼續在橢圓軌道上運動8分20秒,直到以光速傳播的不斷變化的引力信號到達地球時才偏離軌道?如果你問廣義相對論,答案更接近後者,因為不是質量決定引力,而是空間的曲率,它是由空間中所有物質和能量之和決定的。如果你把太陽拿走,空間就會從彎曲變成平坦,但只是在太陽物理位置上。
  • 雷射幹涉引力波天文臺(LIGO)首次探測到引力波:我們的徵途,在星辰...
    這一切,僅僅是因為兩個叫做高新雷射幹涉引力波天文臺的引力波探測器,在一個寧靜的夏夜,搜尋到了一陣時空的漣漪。隨之載入史冊的,也有這串漣漪的名字:GW150914,在2015年9月14日探測到的引力波。愛因斯坦很自然地就聯想到,當物質在時空中運動時,時空會如何隨之改變呢?很快,他就得到了一個他稱之為引力波的數學解。當一列引力波向你迎面走來時,你會忽而又高又瘦,忽而又矮又胖,並且循環往復——當然,這個變化實在是非常的微小,所以愛因斯坦很快就斷言,引力波無法被探測到。
  • 人類首次直接探測到了引力波
    位於利文斯頓的探測器比位於漢福德的探測器早探測到7毫秒,這個時間差表明引力波是從南部天區傳來。 在物理學上,引力波是愛因斯坦廣義相對論所預言的一種以光速傳播的時空波動,如同石頭丟進水裡產生的波紋一樣,引力波被視為宇宙中的「時空漣漪」。
  • 又探測到引力波?LIGO與VIRGO的靈敏度不是吹的
    【博科園-科學科普】自從LIGO合作檢測到第一個直接引力波事件已經不到兩年了,這是由兩個黑洞在10億光年之外的合併造成的。從那以後LIGO發現了更多的合併:更緊密的黑洞,信號持續更長的時間,黑洞甚至比第一次更少。