人類探測到引力波時空旅行會成真嗎

2021-05-20 16:00:39 字數 5203 閱讀 5845

1樓:匿名使用者

現在肯定不行,不過我相信只要人類一直生存下去,就有可能探測到引力波時空旅行,只是我們這一代人是看不到哪一天了。。。。

為什麼探測到引力波有如此重大意義

2樓:紅安縣革命老區

直接探測到引力波有多重要?包括中國科學家在內的多國家科學家認為,新發現不僅填補了廣義相對論實驗驗證中最後一塊缺失的拼圖,讓現代物理學的根基更加堅實,也意味著科學家抓住了揭開宇宙奧祕的「鑰匙」,有助於瞭解宇宙的起源和執行機制。

英國著名理論物理學家斯蒂芬·霍金表示:「引力波提供了一種人們看待宇宙的全新方式。(人類)探測到引力波的這種能力,很有可能引發天文學革命。」

全球近千名科學家參與了搜尋引力波的專案,其中有來自中國清華大學的科研團隊,包括該校資訊科技研究院研究員、天體物理中心兼職研究員曹軍威,以及計算

機系副教授都志輝和王小鴿等。參與研究的幾位科學家對新華社記者說,他們著重採用先進計算技術提高引力波資料分析的速度和效率。如果說引力波發現有重大意

義,那麼探測和資料分析技術水平的提高意義也同樣重要。

美國亞利桑那州立大學物理學家勞倫斯·克勞斯告訴新華社記者,發現引力波開啟了觀測宇宙的一個新視窗,就像望遠鏡的發明或太空無線電波的發現一樣。引力波天文學將成為21世紀的天文學。不僅如此,它可能還揭示了有關引力、黑洞及基本物理問題的性質的重要資訊。

南非誇祖魯-納塔爾大學的引力波研究專家馬寅哲說,天文學的發現幾百年以來主要靠電磁光譜的測量,射電、光學、紅外、x射線等天文觀測手段均是在收集

光,靠「看」觀測宇宙。引力波的發現則將從「聽」這一完全不同的角度進行天文觀測,引力波天文學這一學科的大門徹底被開啟。引力波將成為檢驗愛因斯坦相對

論、探測黑洞質量、測量宇宙距離等基本問題的新視窗。

此次主導發現引

力波的是「鐳射干涉引力波天文臺」專案(ligo)。參與該專案的美國賓夕法尼亞州立大學科學家查德·漢娜說,我們無法**引力波天文學將如何改變對宇宙

的基本認知,就像伽利略用他的小望遠鏡**不了哈勃太空望遠鏡展現給我們的宇宙那樣,「我們可以預期的是,100年後我們的後輩所知道的將與我們所知道的

有天壤之別」。

ligo原型機實驗室科學家埃裡克·金特羅對新華社記者回憶自己得知引力波可能被探測到的經歷說,「我們被告知不得聲張,我甚至沒有告訴家人,其實直到今天,我們還沒有好好慶祝,我只是在當時偷偷攥了下拳頭,對自己說『yes』」。

另一名ligo專案共同創始人、加州理工學院教授基普·托爾內說:「有了這一發現,我們人類將會開始不可思議的新探索:探尋宇宙扭曲的一面——由扭曲時空生成的天體與現象。」

托爾內也是好萊塢科幻大片《星際穿越》的科學顧問。有人在記者會上問這一發現對時間旅行有什麼意義,他回答說:「這大大加深了我們對在極端扭曲情況下的時空行為的瞭解,但我不認為它使我們距時間旅行更近一步。

我倒是希望如此,但那是兩個不同的方向。」

100年前,愛因斯坦的廣義相對論預言了引力波的存在。但愛因斯坦也曾認為,由於引力波太過微弱,它無法被探測到。參與ligo專案的墨爾本大學研究人員孫翎告訴記者,這次「我們既證明了他的正確,另一方面他也說錯了,我們真的探測到了」。

人類首次直接探測到了引力波是在什麼時候

3樓:不想幫倒忙

引力波是時空曲率的擾動以行進波的形式向外傳遞。2023年2月11日23點30分,物理學家宣佈人類首次直接探測到引力波。2023年6月16日凌晨,ligo合作組宣佈:

2023年12月26日03:38:53 (utc),位於美國漢福德區和路易斯安那州的利文斯頓的兩臺引力波探測器同時探測到了一個引力波訊號。

引力波是什麼東西?對人類有什麼影響

4樓:匿名使用者

在物理學中,引力波是指時空彎曲中的漣漪,通過波的形式從輻射源向外傳播,這種波以引力輻射的形式傳輸能量。在2023年[1],愛因斯坦基於廣義相對論預言了引力波的存在。引力波的存在是廣義相對論洛倫茲不變性的結果,因為它引入了相互作用的傳播速度有限的概念。

相比之下,引力波不能夠存在於牛頓的經典引力理論當中,因為牛頓的經典理論假設物質的相互作用傳播是速度無限的。

引力波對人類未來有什麼影響?

1.理論上,促進了人類對宇宙認知革命。

引力波為我們開啟了除電磁輻射(光學、紅外、射電、x 射線等)、粒子(中微子、宇宙線)之外,一個全新的視窗——我們從未能夠以這樣的方式觀察宇宙。在引力波這個新視窗中,我們不再是以電磁場、物質粒子作為觀察宇宙的憑藉——我們感受的,是時空本身的顫動!

2.確定了黑洞的存在。

此前,人類將觀測到的海量的天體物理現象,用黑洞的存在予以完美解釋,但這並不是確定黑洞存在的證據。直到ligo團隊雙黑洞併合產生的引力波的發現,給出了黑洞確實存在的空前牢靠的證據。

3.加深了人類對時空彎曲、時間旅行的理解。

人類對時間旅行的猜測,是基於「宇宙弦理論」,而引力波則被認為是宇宙弦釋放能量的主要機制。

什麼是宇宙弦?有理論認為,宇宙早期相變過程中,可能產生極細卻具有宇宙學尺度的長度的「宇宙弦」。這些宇宙弦就像耳機線,總有一天會自己打成結。

當它們打結時,結點會發生斷裂,並以引力波的形式釋放出能量。而時空旅行,就是宇宙弦打結能夠產生封閉類時間曲線———這樣或許就可以實現時間旅行。

4.有助於人類研究恆星**原理

大質量恆星生命終點的時候,可能在一場劇烈的超新星**之後塌縮為黑洞或中子星。但我們現在還不知道,超新星具體是如何點燃的。監聽超新星**時的引力波波形,與電磁波段的觀測進行對比,可以給我們提供檢驗現有模型的更多依據。

5.有助於人類探測宇宙的膨脹速度

以前,人類測量宇宙膨脹速度,只有一種標準——ia 型超新星作為「標準燭光」。如今,引力波為我們提供一個獨立的「標準燭光」。

通過測量引力波事件的強度,我們能推算出引力波源的距離。如果我們能在電磁波段上找到引力波源所在的星系,就能比較該星系的紅移與引力波源距離之間的關係——這樣我們就又多了一種測量宇宙膨脹速度的方法。

6.同時,引力波的證實也給科學界帶來了新的探索任務:引力波是否是以光速傳播?

有波就有對應的粒子。引力波對應假想的引力子。如果引力子像光子一樣,沒有質量,那也應該以光速傳播,這是經典的廣義相對論的預言。

但是也有人表示,如果引力子有一點質量,也許有助於解釋宇宙加速膨脹。而如果引力子有質量的話,它就會以低於光速前進。這樣如果我們能分別觀測到一次高能事件產生的電磁輻射和引力波,看看它們到達地球有沒有時間差,就能知道引力波是否在光子之後抵達地球,也就是引力波是否以光速傳播。

若是,則再次捍衛愛因斯坦的理論;若不是,則又是一個動搖了物理大廈基礎的重要發現。

引力波的發現有什麼意義

5樓:匿名使用者

首先,這一發現填補了廣義相對論實驗驗證的最後一塊缺失的拼圖。

愛因斯坦2023年發表的廣義相對論預言了宇宙誕生之初產生的一種時空波動——原初引力波——的存在。過去近百年中,廣義相對論的其他預言如光線的彎曲、水星的近日點進動以及引力紅移效應都已獲證實,唯有原初引力波因訊號極其微弱,技術上很難測量,而一直徘徊在天文學家「視線」之外。劍橋大學博士、加拿大不列顛哥倫比亞大學的「cita國家研究員」馬寅哲認為,原初引力波的發現是支援廣義相對論的又一有力證據,相對論所預言的所有實驗現象全部被驗證,實驗與理論符合得都很好。

其次,這一發現開啟了觀測宇宙的一扇新窗戶。

在天文學幾百年來的發展過程中,人們觀測宇宙的主要手段是觀測光,也就是說幾乎所有天文實驗都是在收集光子。而根據標準宇宙大**理論,大**之後約40萬年,光子、電子及其他粒子混在一起,宇宙處於晦暗的迷霧狀態,光無法穿透。而引力波則不同,它誕生在宇宙大**之初並以光速傳播。

從事引力波研究多年的美國亞利桑那州立大學理論物理學家勞倫斯·克勞斯認為,引力波被測量到,意味著人們可以通過引力波而一直追溯到大**之後僅僅10的負35方秒的極早時期,同時引力波也可以作為另一種觀測宇宙的手段。引力波天文學這門新學科的大門也由此開啟。

第三,這一發現有助於真正理解宇宙大**原初時刻的物理過程。

根據上世紀80年代逐漸發展起來的暴漲理論,140億年前,在大**之後不到10的負35方秒的時間裡,宇宙以指數速度急劇膨脹,即所謂「暴漲過程」。原初引力波忠實記錄了暴漲時期的物理過程。馬寅哲告訴記者,現在關於大**原初時刻的理論模型有數百個,但「到底哪個對,還是都不對,在今天之前是不清楚的。

但如果(美國科學家的)結果是真的,那麼很多理論模型會被排除」。

第四,這一發現意味著對宇宙微波背景輻射的測量將會進入下一個重要里程碑。

宇宙微波背景輻射是宇宙大**的「餘燼」,是一種瀰漫在整個宇宙空間中的微弱電磁波訊號。過去幾十年中,人們測量微波背景輻射,其實主要測量的是溫度場的資訊,卻一直沒有測量到引力波的獨特印記——b模式偏振。目前,全球多個小組在探測引力波,新發現無疑將極大鼓舞他們的士氣,並促進有關國家進一步加大科研經費和人力資源投入。

馬寅哲表示:「此項工作若獲證實,當之無愧是諾貝爾獎級的工作。而且在此之後,關於引力波的諾貝爾獎可能還會再出現。

宇宙『暴漲』理論的提出者也可能獲獎。」克勞斯也對新華社記者說,新研究還需要進一步驗證,但如果獲得證實,它「可以躋身過去25年最重要的宇宙學發現之列」並可能獲得諾貝爾獎。

6樓:匿名使用者

引力波最重要的意義在於,人類從過去到現在所有對自然界的觀測,包括天文觀測,主要依賴於電磁波,也就是雷達或者光學波段的電磁波對未知世界進行探測。而有了引力波以後我們就對自然界多了一種探測手段,這是一個質的差異。引力波的探測有可能使我們瞭解到更豐富的有關於黑洞、中子星等等這些天體在發生一些現象和劇烈變化時的時空變化,所以說它對於瞭解物質世界是非常有用的。

引力波的發現對於物理學有著里程碑的意義,證實了愛因斯坦100年前的預言,完善了相對論的證明。提供了一種全新的觀測宇宙的工具,此前的觀測只能依靠「眼睛」,現在還可以使用「耳朵」。此外還有以下意義:

①證明了黑洞的存在;②證明引力波以光速傳播;③為恆星**,中子星的形成,宇宙膨脹速度和測量提供了有利的研究工具。

「原初」在宇宙學中一般是泛指「複合之前」這個階段。宇宙在大約38萬年的時候,隨著溫度的降低,自由質子和電子重新結合成中性原子——所謂「複合」。此時,等離子體的霧霾散去,宇宙變得透明,光可以暢行無阻。

於是這些光,經過137億年的征程,進入我們的「眼睛」,即是所謂「宇宙微波背景輻射」——嬰兒宇宙38萬歲時的**。

「宇宙微波背景輻射」在2023年就被貝爾實驗室的penzias和wilson發現了,併為二人帶來了2023年的nobel物理學獎。

在早期宇宙研究中,「原初」更進一步特指「宇宙學暴漲」——宇宙極早期經歷的急劇加速膨脹過程——時期。

回到引力波。通常的「結構」——星系、超星系、超星系團,是宇宙空間中質量「密度」的起伏。密度是空間的「標量場」,而引力波——卻是空間的「張量場」波動。

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