【大紀元2019年12月11日訊】(大紀元記者笛睿編譯)科學家推理髮現引力波具有無限疊加的效果,而且給所到之處的時空留下「永久性的」記號,認為有辦法探測到這些記號。
俄亥俄州大學天體物理學家薩特(Paul M. Sutter)發表在space.com的文章中形象地解釋了引力波對時空造成的影響。
蹦蹦床和引力波
按照愛因斯坦的相對論,時空不是固定不變的,其中的物質和能量將使其彎曲、延展和變形。因此,從時空的變形情況,可以分析出之前在其中移動的物體的路線。
科學家發現,時空不僅彎曲和變形,還會振動。就像你站在蹦蹦床上,任何從旁邊走過的人都會受你的引力的影響,也得沿著變形的蹦蹦床平面行走。可是如果經過的人離你足夠遠,他們將不大感覺到你的引力造成的影響。如果你在蹦床上開始跳躍,造成的振動波將傳播開來,離你很遠的人都能感受到。
薩特說,時空中引力波的傳播也是一個道理,時空中幾乎任何事件都會產生引力波,但是由於引力很弱,產生的引力波就更弱,只有能量最強的事件產生的引力波才能被地球上的儀器探測到。
引力波留下的記號是「永久性」的
現在的激光干涉引力波天文台(LIGO)和室女座干涉儀(Virgo)探測到了一些大型黑洞合併事件產生的引力波。如此強烈事件的引力波,對地球上物體的影響有多大?按照科學家的計算,大概將物體移動半個原子寬度的距離,包括我們每個人。
人們可能以為,引力波就像海浪,衝到身上就過去了,影響就消失了。薩特說不是這樣的,引力波的效果比海浪複雜得多。
幾乎任何事件都會在時空中產生引力波,從劇烈如黑洞合併、中子星相撞,到細微如人們一揮手的動作,再到引力波的自身。
隨著引力波在時空中的傳播,它們自己又激發新的引力波,新的引力波再激發另一層引力波……如此無限擴散,每一層新產生的引力波都更弱,但是科學家認為,這些效果疊加起來將在時空中留下「永遠的」記號。
也就是說,引力波衝擊到每個人身上,人體不只是暫時被拉伸或擠壓,而是永遠地被拉伸了。
尋找引力波的永久記號
在這種理論的指引下,最近一個研究組開始尋找探測引力波永久記號的辦法。由於這些引力波的記號很微小,太難逐個鑒定,研究人員估計,我們大概能探測到由2000個黑洞合併產生的引力波留下的記號。
新一代引力波探測器有希望每天能探測到10個這類事件。
研究者認為,如果這種理論預測是正確的,累計一年的觀測數據,一定能找到引力波的永久記號;如果幾年後都找不到這樣的記號,那就應該檢查一下目前對引力的認知,以及理論推導是否有漏洞。◇
責任編輯:朱涵儒