來源:hao123百家號 時間:2022-04-01 06:42:40
綜述
2015年6月,激光干涉儀引力波天文臺科學(xué)家合作組織對外宣布:人類觀測到了距離地球8900萬光年的兩個巨型黑洞正在不斷旋轉(zhuǎn)合并,合并過程中產(chǎn)生的引力波被人類捕捉。
自此人類在探索宇宙的腳步上邁入了新紀(jì)元,引力波的存在也正式被證明為真,結(jié)束了科學(xué)界討論了百年的方向。
實際上,早在1915年時偉大的物理學(xué)家愛因斯坦就在其著作《相對論》中預(yù)言了引力波以及蟲洞的存在,只是當(dāng)時由于人類科技水平的限制,這一概念無法做出具體論證;如今人類用了整整100年的時間,期間花費(fèi)了幾十億美元,終于將百年前的物理成果證實。
那么問題來了,投資巨大的引力波探索活動對人類來說到底值不值呢?
愛因斯坦提出引力波
在闡述值不值得理由前,我們應(yīng)該先來了解一下何為引力波。引力想必大家都非常熟悉了,當(dāng)年偉大物理學(xué)家牛頓受到蘋果落地影響發(fā)現(xiàn)了萬有引力,之所以人類能夠在地球上正常行走而不是像在太空那樣漂浮在空中,根本原因就是引力的存在。
牛頓因此認(rèn)為:就像地球能夠通過引力影響人類的行為習(xí)慣一樣,地球之所以按照既定規(guī)律圍繞著太陽做天體運(yùn)動,同樣也是因為太陽對地球的引力。
當(dāng)時這一說法得到了科學(xué)界的普遍認(rèn)同,畢竟作為物理學(xué)界的祖師級人物,牛頓對引力的研究自然遠(yuǎn)超于其他科學(xué)家。
但唯有一人對牛頓的說法不置可否,這人就是愛因斯坦。在愛因斯坦看來,地球在宇宙中圍繞著太陽做加速運(yùn)動可不是什么引力,而是時空產(chǎn)生了彎曲。
在愛因斯坦的眼中,宇宙空間并非是肉眼看到的那般的浩渺,它實際上更像是一張繃緊了的橡皮膜。太陽由于質(zhì)量過于巨大,當(dāng)太陽落在這張橡皮膜中,就會壓彎這張膜,于是時空就產(chǎn)生了彎曲。
地球會圍繞著太陽做運(yùn)動,根本原因就是太陽周圍的時空彎曲的嚴(yán)重,地球儀不可避免的會繞著這張膜形成的凹陷轉(zhuǎn)圈圈,這才是地球公轉(zhuǎn)的真相。
那么問題就來了,實際上宇宙中的天體比沙漠中的沙子還要多,僅僅是太陽系中就有數(shù)以億計的天體,行星、小行星、還有柯伊伯帶。
當(dāng)這些天體被太陽的質(zhì)量拉扯到這張凹陷的膜上運(yùn)動的話,就會讓整個膜顛簸起來,如同水面上的球在運(yùn)動時產(chǎn)生的漣漪一樣,只不過在宇宙的這張膜中,這種波紋被稱為引力波。
但實際上,以當(dāng)時的科技水平,物理界根本不可能通過實驗工具驗證愛因斯坦的猜想,至于宇宙是一張曲面的時空構(gòu)成,這聽起來就像是天方夜譚,沒有半點(diǎn)兒科學(xué)依據(jù)。
直到100年后引力波被發(fā)現(xiàn),我們不得不驚嘆愛因斯坦超前的眼光,和他提出來的那些深邃的概念。
引力波的巨大價值
那么人類為何這么執(zhí)著去找到引力波,引力波對人類未來發(fā)展又有什么作用呢?
我們舉個最簡單的例子,一對朋友在泳池里閑聊,雙方距離不到1米時,可以清楚聽到對方在講什么;當(dāng)距離達(dá)到30米時,這時候想要聽到對方講話已經(jīng)非常困難;等距離拉到了200米,我們根本不可能聽到對方說話。
如果這時候在泳池中間豎起一張巨大的幕布,那這對朋友會瞬間失去對方的目標(biāo),甚至無法判斷對方是否存在。因為距離太過遙遠(yuǎn),外加上有視線遮擋的地方,我們根本就不能接收到對方的信息了。
但因為有水面的存在,我們卻能夠通過水面上波紋起伏或者平靜來判斷朋友是否離開或者下水。只要朋友的身體碰到了水面,那就一定會引起漣漪的出現(xiàn);從理論上來說,這漣漪對信息的傳遞往往比聲音還要遠(yuǎn),你甚至能夠通過漣漪的形狀判斷對面幾人下水,體重多少等等,這就是引力波的巨大作用。
往年來說,人類對于宇宙的研究只能通過射電望遠(yuǎn)鏡接收遙遠(yuǎn)宇宙的電磁波和可見光,并由此勾勒出宇宙的初級圖景??蓡栴}是這電磁波就像是咱們上文提到的聲音一樣,如果近距離傳播那自然是清晰無比,可如果放在宇宙的等級,想去接收一光年、十光年的距離,就顯得非常困難。
因為電磁波在運(yùn)行的過程中非常容易被宇宙的各種天體,還有電磁現(xiàn)象和磁場所干擾,這些東西就是遮擋住水池的幕布,不但阻止了聲音的傳播,更是掩蓋了宇宙的真實圖景,讓人類難以企及。
這時候大家就會想到,如果我們能像水池那般借助漣漪來觀察對面情況就好了,漣漪可以不被幕布所影響,而且傳播范圍也更遠(yuǎn),攜帶信息更多,這就是引力波被人類實際應(yīng)用的意義。
有了引力波的存在后,人類終于可以無視幕布的遮擋,能夠更敏銳、更直觀地看到遙遠(yuǎn)的天體,人類在宇宙探索的過程中自此進(jìn)入新的紀(jì)元。
結(jié)語
總而言之,引力波的存在能夠給人類帶來巨大的收益,如果人類懂得利用引力波,甚至在未來還能改善通訊情況,即便是十光年外的雙方也能在瞬間完成交流,這就是電磁波不具備的能力了。
我們不能簡單將引力波和金錢衡量,別說幾十億美元,就是上千億對于人類文明來說也是值得的投資。
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