在宇宙中“引力波”比光速快10000倍你相信嗎?
我當(dāng)然不信,憑什么?
如果你自己相信引力波比光速快10000倍,依據(jù)又是什么,哪來的底氣?
我相信全世界沒有一個科學(xué)家認(rèn)為引力波超過光速,你這個超光速10000倍是哪來的呢?科學(xué)最反對神秘兮兮,任何發(fā)現(xiàn)和理論都要把它曬出來,讓全世界科學(xué)界用科學(xué)的方法驗(yàn)證。相信這種胡說八道的可以把依據(jù)拿出來曬曬嗎?
持有這種說法的只有那位賣肝賣腎爭諾獎的哥們,他提出的所謂“全新的理論”,即“加速系+引力波+物質(zhì)波”,速度可以極大極大地超光速。如果你信,你可以找他去探討。因?yàn)檫@位民科大俠哥們的理論全世界所有科學(xué)家都看不懂,因此無人問津。
實(shí)際上,所謂看不懂只是客氣,因?yàn)檫@些民科的一些所謂“理論”與胡說八道無異,他們都是隨意拿來一些科學(xué)大師的理論名詞當(dāng)虎皮,胡亂串起來,憑著吃飯拉屎的生活邏輯,憑空想象出來的一些東拉西扯的東西。事實(shí)上這類“理論”既沒有數(shù)理邏輯論證,也沒有觀測發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持,甚至這些人連這些科學(xué)名詞本身都沒有弄明白,就拿出來唬人。
科學(xué)界如果搭理這種人,就會被胡攪蠻纏上,不但浪費(fèi)了很多寶貴時間,還會徒增許多莫名其妙的煩惱。因此,主流科學(xué)界的引力波速度就還是光速,這是經(jīng)過觀測發(fā)現(xiàn)和論證的,為了說明這個問題,我們首先要弄清楚何謂引力波。
引力波是愛因斯坦100年前的預(yù)言。
萬有引力定律是牛頓發(fā)現(xiàn)的,但牛頓只知道萬有引力與質(zhì)量的關(guān)系,沒有深究萬有引力的本質(zhì)是什么,因此認(rèn)為引力作用是瞬間產(chǎn)生的,沒有速度或無限速度,引力是一種超距作用,無論多遠(yuǎn)的兩個物體,之間產(chǎn)生的引力都是瞬時發(fā)生的。
愛因斯坦在1916年發(fā)表的廣義相對論,揭示了引力的本質(zhì)是時空彎曲的表現(xiàn),是由于物體將空間壓彎了產(chǎn)生的幾何效應(yīng)。我們可以這樣通俗的理解:將一張繃緊的床單比喻為時空,當(dāng)在這個床單上丟下一個重物時,就會圍繞著重物產(chǎn)生一個凹坑,附近的物體在這個凹坑影響范圍,就會掉入這個坑中,這就是引力現(xiàn)象。
而引力波就是當(dāng)這個重物掉到床單時,會引起的波動。廣義相對論的預(yù)言是:物體在空中加速運(yùn)動時,空間的曲率也就是時空彎曲的程度會不斷發(fā)生變化,從而輻射出時空漣漪,這就是引力波。這是一個突破,因?yàn)橐Σú豢赡鼙慌nD的經(jīng)典引力理論所包容,這樣廣義相對論打破了引力傳播速度是瞬時無限的概念,預(yù)言引力波的速度為光速。
引力波被證實(shí)存在正好是愛因斯坦預(yù)言后的100年。
2016年2月11日,美國科研人員宣布,他們利用激光干涉引力波天文臺(LIGO)首次探測到引力波,哪怕這個引力波只將LIGO的4公里長臂移動了1個質(zhì)子直徑的萬分之一,就是0.00000000000000000016米,還是被這臺精密儀器敏銳的捕捉到了。
引發(fā)這次引力波事件的,是兩個距離我們13億光年的黑洞發(fā)生碰撞,巨大的引力擾動形成的時空漣漪,經(jīng)過13億年的傳播,于2015年9月14日抵達(dá)地球,被精密儀器所偵測到。愛因斯坦廣義相對論于2015年完成,2016年正式發(fā)表,里面預(yù)言了引力波存在,科學(xué)家們經(jīng)過100年孜孜以求,終于證實(shí)了這個預(yù)言。觀測結(jié)果顯示,引力波的速度與光速相當(dāng)。
2017年,科學(xué)家們又觀測到了一次至關(guān)重要的引力波事件,這次是距離我們1.3億光年的兩顆中子星相撞,被命名為GW170817事件。這次事件之所以具有重大意義,是被全球許多科學(xué)家觀測并證實(shí),時空漣漪先后抵達(dá)了若干個設(shè)置在世界不同地域的引力波天文臺,所發(fā)生的時間延遲效應(yīng),讓科學(xué)家們能夠測算出波源準(zhǔn)確的方位。
GW170817事件讓引力波得到了更為準(zhǔn)確的測量。
老美的LIGO 擁有兩臺聯(lián)合運(yùn)作的設(shè)備,一臺在華盛頓的漢福德,另一臺在路易斯安那州的利文斯頓。而位于意大利比薩附近更先進(jìn)的VIRGO干涉儀,于2017年也與LIGO兩個探測器開始了聯(lián)合搜索行動。
2017年8月17日,這3臺設(shè)備幾乎同時收到了GW170817事件的引力波信號,但由于這三臺引力波探測器所處的位置差異,引力波到達(dá)的時間出現(xiàn)了短暫的時間差異,信號首先到達(dá)VIRGO探測器,22毫秒后到達(dá)利文斯頓的LIGO探測器,又過了3毫秒才到達(dá)LIGO漢福德探測器。通過到達(dá)不同位置的三臺設(shè)備時間延遲效應(yīng),科學(xué)家們準(zhǔn)確的測定了引力波來自太空的方位。
正在地球軌道運(yùn)行的費(fèi)米伽瑪射線空間望遠(yuǎn)鏡(Fermi)與國際伽瑪射線天體物理實(shí)驗(yàn)室(INTEGRAL),也偵測到短暫的伽馬射線暴“GRB 170817A”,其發(fā)生在并合事件后的1.7秒時刻。而世界上許多光學(xué)、射線、不同波段的電磁波,根據(jù)引力波源發(fā)出的準(zhǔn)確方位,在以后幾周追蹤到了這次事件的余暉。
GW170817事件在天文學(xué)里具有里程碑式的意義,全世界超過70臺路基或空基天文臺望遠(yuǎn)鏡對這個事件進(jìn)行了觀測,由此比較完美的觀測并描述了這次事件,這其中也有中國的貢獻(xiàn)。如這是兩顆總質(zhì)量約太陽2.73~3.29倍的中子星,以三分之一以上光速相撞的事件,光球半徑達(dá)到40億千米,也就是兩個約10千米半徑的中子星撞出了40億千米的大火球,相當(dāng)太陽膨脹到了海王星位置,光球膨脹速度達(dá)到光速的30%。
GW170817事件為引力波速度為光速提供了鐵證。
我們知道,可見光是電磁波譜里面一小段波譜,整個電磁波,包括不可見光的無線電波、紅外線、紫外線、X射線、γ射線都是以光速傳播,因此在偵測到引力波的同時,我們可以同時觀測到波源發(fā)出的可見光和迸發(fā)出的伽馬射線等電磁波,這就印證了引力波速度與光速是相等的。
這次觀測到的引力波到達(dá)后,γ射線暴延滯了1.7秒。在引力波的時空漣漪和γ射線暴經(jīng)歷了1.3億年的旅途才到達(dá)我們地球,相差僅1.7秒,這已經(jīng)足以證明引力波等于光速了,但為什么伽馬射線暴會延滯1.7秒才到達(dá)呢?
科學(xué)家給出的解釋是,引力波與伽馬射線暴發(fā)生的機(jī)制不一樣,很可能是這種延滯的主要原因。引力波是兩顆中子星相撞開始時就發(fā)生了,因此先一步形成時空漣漪,而伽馬射線暴產(chǎn)生的機(jī)制比較復(fù)雜,很可能會在相撞后到達(dá)能量極限時才爆發(fā),這期間就需要一個短暫的時間。
中子星的合并不是瞬時完成的,它需要一定時間,這樣中子星的物質(zhì)相互發(fā)生高能碰撞后才會產(chǎn)生伽馬射線暴;另外很可能中子星表面物質(zhì)碰撞開始時能量相對還較小,碰撞深入到內(nèi)部,能量極高時才迸發(fā)除了伽瑪暴,這樣必然有一個延滯效應(yīng)。
這次的引力波信號持續(xù)了100秒,頻率從24Hz逐步增加到幾百Hz,也可以印證碰撞的能量是逐步增大的。
綜上所述,引力波不可能發(fā)生比光速快10000倍的現(xiàn)象。
迄今為止,這個世界所有物質(zhì)運(yùn)動速度都嚴(yán)格遵守愛因斯坦狹義相對論給出的限制,就是光速極限、光速不變。世界上存在或可能存在的幾種超光速現(xiàn)象,如宇宙膨脹速度、量子糾纏超距作用、蟲洞穿越、曲速航行等,都不攜帶信息和能量,不屬于物質(zhì)運(yùn)動。這些問題時空通訊在過去多有討論,有興趣的朋友可以查看我過去發(fā)表的文章或回答,這里就不展開說了。
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