2024-01-31 14:06:23 | 来源: 互联网整理
重力是物质世界的客观属性。 以精确的数学形式表达的牛顿万有引力定律是人类理解引力的第一个里程碑。 后来，由于牛顿的引力理论在解释一些天体物理问题时遇到了困难，爱因斯坦于1916年发表了著名的广义相对论，预言了宇宙中引力波的存在。
什么是引力波？ 一般来说，引力波是重力的波动，与重力强度的变化有关。 引力波是由加速物体产生的，以等于光速的速度传播，并引起时空结构的波动。 它不同于电磁波、声波和水波。 宇宙中的所有物质都会因引力波而变形。 理论上，任何运动的物质都可以产生引力波。
如果你悬挂一个台球，它会像秋千一样来回摆动。 当它靠近你时，它的引力效应比离你较远时更大，形成引力波。 换句话说，球的摆动导致其引力像波浪一样波动。 事实上，这股波动的强度极其微弱。 为了产生更强的引力波，物体的质量必须更大。 因此，只有巨大恒星坍缩或爆炸时产生的引力波才能被探测到。
在爱因斯坦预言引力波存在后的几年里，科学家们进行了许多实验来寻找引力波。 美国马里兰大学韦伯教授是20世纪50年代以来第一个认真进行引力波测量的人。 韦伯将一个大铝桶悬挂在真空室中，将其冷却到接近绝对零（约-273摄氏度），然后测量来自太空的引力波穿过铝桶时引起的微小膨胀和收缩。 后来，世界上许多研究人员追随韦伯的脚步，研究引力波。 不幸的是，引力波从未被探测到。 这是因为极其微弱的引力效应使得处理引力的一些技术问题变得困难。
1974年10月，在波多黎各阿雷西博天文台，美国科学家泰勒等人利用世界上最大的射电望远镜发现了一颗脉冲星——PSR1913+16。 这个距离地球16000光年的天体实际上以每秒300公里的高速绕着一颗暗伴星运行，但它的自转周期在四年内缩短了0.4毫秒（即每秒钟缩短了0.1毫秒）年）。 这意味着它随着继续辐射引力波而逐渐失去能量。 他们将观测值与基于广义相对论的计算值进行了比较，发现了很好的一致性。 这间接证明了这颗脉冲星正在辐射引力波。 四年后，泰勒在国际天体物理学大会上公布了这一观测结果，立即引起了科学界的轰动。
一旦科学家探测到引力波并能够定期测量它们，这将为人们提供第一个（也是最好的）机会来研究恒星和黑洞中心发展过程中发生的巨大变化。 有人想象，由于引力波不会被屏蔽，因此可以用于穿透地球的通信链路。 引力波将成为宇宙的“电视”波，宇宙中的每一件重大事件都会作为节目播出。 然而，引力波的研究很可能会解开目前利用光学望远镜和射电望远镜难以揭示的许多宇宙之谜。 总之，观测引力波的能力将把现代物理学带入一个新的境界，打开观测宇宙的新窗口。 这扇窗户可以说是人类或机器曾经窥视过的最清晰、最透明的窗户。
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