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静观时空泛起涟漪
静观时空泛起涟漪
作者:校长室    文章来源:转载    点击数:675    更新时间:2016/3/1    
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   静静的池塘,水面平滑如镜。一片树叶无风自落,飘摇到了水面,水面随之荡起一阵涟漪。

    最近突然在新闻上大红大紫的引力波,大致可以被比拟成时空的涟漪,以光的速度不停地传播开来。这种比拟十分形象但又十分有限:水波是人们可以用眼睛看到在一个二维平面内传播的表面波,而引力波是张量场传播的时空振荡。爱因斯坦在最早发现自己方程的传播解时,其实并不认为它是真实的存在。他后来也明确地表示,“在几乎任何已知条件下,引力波的存在是可以忽略的”。

    即使不去努力读懂复杂的张量方程,我们依然可以试图去理解引力的本质。从牛顿开始人们就知道引力是所有静质量不为零的物体之间存在的作用力——不论是两颗沙砾还是两个星球。而爱因斯坦的广义相对论之后,人们更进一步认识到引力场的本质是空间的弯曲。事实上,任何运动的物体都会导致空间时间的扰动;但是想要让这种扰动足够强到能被人们探测到,我们需要把目标指向正在合并中的黑洞。

    即使是合并中的黑洞,其引力波的直接探测也异常的困难。2016211日,人类公开宣布首次探测到引力波信号,这无疑是探测技术的极大成功:这次被探测到的引力波引起的空间尺度变化大致是氢原子大小的一百亿分之一。

    在科学的领域里,确实存在这样一种情况:大多数科学家不能接受某种理论或者某种解释,可是他们谁也不能证明它是错误的。事实上,科学的理论就是在不断的争议和交锋中得到验证并加以完善的。而各种各样的假说即使(后来被证明)是错误的、荒谬的,有时在一定程度上却也有助于我们发挥想象力和拓展思路,甚至给我们一些有益的启示。

    自从我们第一次仰望星空时起,直到如今发展成涵盖伽马射线,X光、可见光、微波还有射电等全电磁波频段观测,本质上都还是通过电磁相互作用。面对浩瀚宇宙,人类只见其行却不闻其声。然而现在我们开始聆听宇宙的韵律——引力波的到来开启了天文学新的观测窗口。

    从某种意义上说,这就像人类突然睁开了一只从来没有用过的眼睛。我们可以去探测很多不发光的星体和暗物质,可以去探测宇宙诞生之初的引力波(因为引力波衰减很少)。我们不但看到了更多,也看到了更远的空间和更远的时间。这个引爆媒体的新闻,只是一个开始。让我们安静等待更多激动人心的来自奇妙科学的新发现吧。
文章录入:校长室    责任编辑:校长室 
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