引力波是如何被發(fā)現(xiàn)的
在過(guò)去的六十年里,有許多物理學(xué)家和天文學(xué)家為證明引力波的存在做出了無(wú)數(shù)努力。其中最著名的要數(shù)引力波存在的間接實(shí)驗(yàn)證據(jù)——脈沖雙星PSR1913+16。1974年,美國(guó)物理學(xué)家家泰勒(Joseph Taylor)和赫爾斯(Russell Hulse)利用射電望遠(yuǎn)鏡,發(fā)現(xiàn)了由兩顆質(zhì)量大致與太陽(yáng)相當(dāng)?shù)闹凶有墙M成的相互旋繞的雙星系統(tǒng)。由于兩顆中子星的其中一顆是脈沖星,利用它的精確的周期性射電脈沖信號(hào),我們可以無(wú)比精準(zhǔn)地知道兩顆致密星體在繞其質(zhì)心公轉(zhuǎn)時(shí)他們軌道的半長(zhǎng)軸以及周期。根據(jù)廣義相對(duì)論,當(dāng)兩個(gè)致密星體近距離彼此繞旋時(shí),該體系會(huì)產(chǎn)生引力輻射。輻射出的引力波帶走能量,所以系統(tǒng)總能量會(huì)越來(lái)越少,軌道半徑和周期也會(huì)變短。
泰勒和他的同行在之后的30年時(shí)間里面對(duì)PSR1913+16做了持續(xù)觀測(cè),觀測(cè)結(jié)果精確地按廣義相對(duì)論所預(yù)測(cè)的那樣:周期變化率為每年減少76.5微秒,半長(zhǎng)軸每年縮短3.5米。廣義相對(duì)論甚至還可以預(yù)言這個(gè)雙星系統(tǒng)將在3億年后合并。這是人類第一次得到引力波存在的間接證據(jù),是對(duì)廣義相對(duì)論引力理論的一項(xiàng)重要驗(yàn)證。泰勒和赫爾斯因此榮獲1993年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
發(fā)現(xiàn)引力波人類危險(xiǎn)了嗎?
目前科學(xué)家還沒(méi)指出引力波是否會(huì)給人類帶來(lái)危險(xiǎn),但它發(fā)現(xiàn)引力波對(duì)人類進(jìn)步有重大的意義。
“愛(ài)因斯坦當(dāng)初認(rèn)為引力波太過(guò)微弱而無(wú)法探測(cè),并且他從未相信過(guò)黑洞的存在。不過(guò),我想他并不介意自己在這些問(wèn)題上弄錯(cuò)了。”——馬克斯普朗克引力物理研究所(阿爾伯特愛(ài)因斯坦研究所)所長(zhǎng)艾倫(Bruce Allen)
“通過(guò)這項(xiàng)發(fā)現(xiàn),我們?nèi)祟愰_(kāi)啟了一場(chǎng)波瀾壯闊的新旅程:一場(chǎng)對(duì)于探索宇宙那彎曲的一面(從彎曲時(shí)空而產(chǎn)生的事物和現(xiàn)象)的旅程。黑洞的碰撞和引力波的觀測(cè)正是這個(gè)旅程中第一個(gè)完美的范例。”——索恩(Kip Thorne)
“引力波的直接探測(cè)實(shí)現(xiàn)了50年前就設(shè)定好了的偉大目標(biāo):直接探測(cè)難以捕捉的事物,更好地理解宇宙,以及,在愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論100周年之際完美地續(xù)寫(xiě)愛(ài)因斯坦的傳奇。” ——加州理工學(xué)院,LIGO天文臺(tái)的執(zhí)行官萊茲(David H. Reitze)
“這項(xiàng)探測(cè)是一個(gè)是時(shí)代的開(kāi)始:引力波天文學(xué)研究領(lǐng)域現(xiàn)在終于不再是紙上談兵。”——LSC發(fā)言人,路易斯安那州立大學(xué)物理與天文學(xué)教授岡薩雷斯(Gabriela González)
“在《星際穿越》和《三體》中,都不約而同地將引力波選為了未來(lái)科技發(fā)達(dá)的人類的通訊手段,這也許只能是美好的幻想,但對(duì)于天文研究而言,引力波的確開(kāi)啟了一扇新的窗口。吹進(jìn)來(lái)的第一縷清風(fēng),就帶來(lái)了一個(gè)重大的信息:極重的恒星級(jí)雙黑洞系統(tǒng)存在并可以在足夠短的時(shí)間(10億年)內(nèi)并合。這是讓我們始料未及的。誰(shuí)能知道在將來(lái)的更多的探測(cè)中,LIGO和一眾引力波探測(cè)器能帶給我們什么樣的驚喜呢?” ——馬克斯普朗克引力物理研究所、清華大學(xué)博士后,胡一鳴。
“不少親朋好友問(wèn)過(guò)我,你在研究些什么。我都這么回答:我們?cè)谡伊硪环N光,一旦找到,意味著人類從此有了第六感,就像有了超能力,用一雙天眼飽覽神秘宇宙中無(wú)盡的奧妙?,F(xiàn)在,我們,找到了!” ——馬克斯普朗克引力物理研究所博士生,明鏡。
引力波對(duì)地球的危害
引力激發(fā)的粒子激流席卷宇宙,按愛(ài)因斯坦的說(shuō)法,那些引力波滌蕩漾著宇宙。然而那是怎么一回事呢?引力和任何變化,都會(huì)給空間結(jié)構(gòu)泛起漣漪,接著以光速推進(jìn),那就是引力波。為什么會(huì)這樣發(fā)生呢?
如果你有兩個(gè)物體,兩顆致密的恒星,每個(gè)都會(huì)彎曲周圍的空間。它們相互纏繞,結(jié)果兩個(gè)彎曲的區(qū)域,就會(huì)產(chǎn)生波,結(jié)構(gòu)里的波紋,在空間里攜帶能量往外移動(dòng),這就是所謂的引力波。
我們可以把時(shí)空里的波看作是穿行宇宙的波浪,引力波就是這么回事。運(yùn)動(dòng)中的物質(zhì)無(wú)論大小,都會(huì)產(chǎn)生引力波,猶如地球上的波浪。引力波無(wú)休止的席卷整個(gè)宇宙,理論上,馳騁太空的沖浪者可以體驗(yàn)到天堂里翻滾和蛇行。
如果引力波產(chǎn)生在太空某處,撲面而來(lái),那么結(jié)果就會(huì)是,你變胖了然后又瘦了,就是說(shuō)空間被扭曲了。某個(gè)方向的空間讓你發(fā)胖,而在另一個(gè)方向則在來(lái)來(lái)回回?cái)D壓你。
引力波有危害嗎(分析)
引力波也稱重力波,是愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論所預(yù)言的一種以光速傳播的時(shí)空波動(dòng)。100年前,愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論就預(yù)言了引力波的存在。但愛(ài)因斯坦當(dāng)年曾揚(yáng)言人類永不可能發(fā)現(xiàn)引力波。
一旦我們發(fā)現(xiàn)了宇宙大爆炸時(shí)期的引力波,就可以揭開(kāi)宇宙的各種謎團(tuán),甚至了解宇宙的開(kāi)端和運(yùn)行機(jī)制。因此也有這樣的說(shuō)法,如果引力波的發(fā)現(xiàn)被確定,那么幾乎可以肯定會(huì)入選諾貝爾獎(jiǎng)。
“永遠(yuǎn)不要相信愛(ài)因斯坦?!?a target="_blank">知名健康專家、世界輻射預(yù)防學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)畢屏一如既往的表達(dá)了自己的憂慮。眾所周知,愛(ài)因斯坦曾經(jīng)提出了E=MC2,結(jié)果我們就造出了核彈,并讓世界永遠(yuǎn)處在核輻射威脅之下。
雖然引力波才剛剛被發(fā)現(xiàn)不久,還沒(méi)有臨床數(shù)據(jù)表明,引力波會(huì)對(duì)人類造成怎樣的危害。但憑借多年的養(yǎng)生和健康防護(hù)經(jīng)驗(yàn),畢教授認(rèn)為,引力波危害不容小看,原因如下:
第一,引力波是輻射的一種?!叭缤姾杀患铀贂r(shí)會(huì)發(fā)出電磁輻射,同樣有質(zhì)量的物體被加速時(shí)就會(huì)發(fā)出引力輻射”。而引力波則攜帶著大質(zhì)量物體的引力輻射,在廣闊的宇宙中傳播。
你可能不知道什么是“引力輻射”,但“電磁輻射”絕對(duì)是如雷貫耳。我們平時(shí)說(shuō)談?wù)摰摹?a target="_blank">手機(jī)輻射”、“電腦輻射”就是電磁輻射的一種。據(jù)了解,長(zhǎng)期而過(guò)量的電磁輻射會(huì)對(duì)人體生殖、神經(jīng)和免疫等系統(tǒng)造成傷害,作為孿生兄弟的引力輻射顯然也不是什么善類。
第二,引力波的輻射非常強(qiáng)。LIGO在新聞稿里面已經(jīng)鄭重的表示:此次探測(cè)到的引力波是由兩個(gè)黑洞合并引發(fā)的。二者在合并的過(guò)程中釋放出約3個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的能量,這些能量以引力波的形式輻射出去。當(dāng)然,引力波不一定是黑洞撞擊造成的,脈沖星自轉(zhuǎn)以及超新星爆發(fā)也能引發(fā)引力波。但可以肯定,這些現(xiàn)象釋放的能量只會(huì)更多。
當(dāng)然可能有人會(huì)說(shuō),這有什么,這個(gè)黑洞遠(yuǎn)著呢,引力波也是傳了很久才傳到地球的,即便能量很大,中途也早就消耗光了。這就必須提到引力波的第三個(gè)特點(diǎn)——
第三,引力波的傳播損耗極低。科研人員已經(jīng)說(shuō)了,“引力波具有很強(qiáng)的穿透能力”。這個(gè)穿透能力有多強(qiáng)?這么說(shuō)吧,想要引力波傳輸損耗1%,需要4000萬(wàn)億光年的距離,約為4000個(gè)宇宙的長(zhǎng)度。
用網(wǎng)友的話說(shuō),“你可以用引力波給宇宙任何角落的外星人發(fā)微信”。換句話說(shuō),你用引力波造一個(gè)無(wú)線網(wǎng),所有外星人都能夠蹭到。相比之下,什么鄰居家的wifi、小區(qū)附近的基站都低到不知道哪里去了。
“我覺(jué)得自己快要病變了!”住在北京的劉大媽平素講究健康,對(duì)于輻射之類的東西總是避之為唯恐不及,家里什么手機(jī)、電腦一律都不用,而且種滿了吸輻射的仙人掌,出門(mén)還要套上一身防護(hù)服,吃東西也愛(ài)吃那些抗輻射的。但沒(méi)想到千算萬(wàn)算,劉大媽最終也沒(méi)能算過(guò)愛(ài)因斯坦?!斑@可怎么辦???”劉大媽哭著說(shuō)。
像劉大媽這樣的輻射敏感人群還有很多,他們都對(duì)引力波的出現(xiàn)憂心忡忡。對(duì)此,不少商家借機(jī)開(kāi)發(fā)出了許多加強(qiáng)版的防輻射產(chǎn)品,什么防引力波服、防引力波仙人球、防引力波天花板、防引力波護(hù)罩。有專家甚至提出,只有霧霾才能防引力波,號(hào)召大家趕緊回北京避難。
但畢教授則認(rèn)為,這些都沒(méi)有用處。原因在于物質(zhì)對(duì)引力波的吸收率極低。用網(wǎng)上的話說(shuō),即便“把4000個(gè)宇宙首尾相連,堆滿番茄醬”,引力波“穿過(guò)之后,也不過(guò)才損失了1%的能量”。可以推測(cè),即便我們?nèi)祟惾级愕降氐紫氯?,也逃不過(guò)引力波的攻擊。
到底人類要怎樣才能在引力波的威脅下存活呢?畢教授表示,只能用“心”。
這個(gè)“心”當(dāng)然不是指心臟。既然物質(zhì)對(duì)引力波已經(jīng)束手無(wú)策,那么唯一能夠與引力波抗衡的,只有人類的意識(shí),亦即人類的精神力量。
哲學(xué)告訴我們,意識(shí)是人腦的特有機(jī)能,也是人類區(qū)別于其它事物的重要標(biāo)志之一。意識(shí)可以反作用于客觀事物,意識(shí)可以促進(jìn)事物的發(fā)展,也可以阻礙事物的發(fā)展。
早在我國(guó)古代,哲學(xué)家們就對(duì)“心”的作用有過(guò)正確的評(píng)價(jià)。陸九淵曾說(shuō):“宇宙便是吾心,吾心便是宇宙”。六祖慧能曾道:“不是風(fēng)動(dòng),不是幡動(dòng),仁者心動(dòng)”。而王陽(yáng)明也曾說(shuō):“你來(lái)看此花時(shí),則此花顏色一時(shí)明白起來(lái)?!笨梢?jiàn)意識(shí)有操縱天地萬(wàn)物的神奇功能。
“這是人類最后的武器?!碑吔淌谌缡钦f(shuō)。
那么,人類怎樣運(yùn)用自己的意識(shí)對(duì)抗“引力波”呢?正所謂“信則有,不信則無(wú)”,畢教授指出,對(duì)抗引力波,關(guān)鍵是要相信,“引力波是無(wú)害的?!?/p>
“心誠(chéng)則靈?!碑吔淌诟嬖V記者,之前有很多輻射敏感人群過(guò)來(lái)向他求助?!爱吚蠋?,我小區(qū)旁邊又建基站了。”“畢老師,隔壁老王又用wifi了?!薄爱吚蠋煟也恍⌒呐龅搅穗娔X機(jī)箱,感覺(jué)要死了?!倍吔淌诘幕卮鹬挥幸粋€(gè):你要相信,那些都是無(wú)害的。結(jié)果幾年過(guò)去,那些人果然什么事都沒(méi)有。
面對(duì)引力波的威脅,人類一定要摒棄成見(jiàn),從現(xiàn)在開(kāi)始,不聽(tīng)別人瞎說(shuō),在心里默念:“引力波是無(wú)害的。”真正做到“眼中有害,心中無(wú)害。”大膽走到戶外,迎接引力波的洗禮吧!
評(píng)論
查看更多