再次探测到引力波!你可知道为何双黑洞合并会产生引力波?

三体迷【宇宙探秘专栏】相信大家被「再次探测到引力波」的消息刷屏了,这进一步巩固了爱因斯坦广义相对论预言中的最后一块拼图,不得不说是一件大事儿。这次探测到的引力波同上次一样,也是由双黑洞合并产生的,那么你知道为何双黑洞的合并会产生引力波?

让我们先回顾一下引力波的前世今生!在牛顿的理论体系下,万有引力是即时产生的。到1773年,拉普拉斯才提出引力的传播受速度限制。而在1905年,庞加莱提出引力的传播速度为光速,类似于一种「引力波」。然而,他们的理论都存在缺陷,无法撼动牛顿的理论。

直到1915年,爱因斯坦提出广义相对论,彻底颠覆了人类的宇宙时空观。在爱因斯坦的理论中,宇宙时空就像一张由时间和空间交织在一起的网,且这张网不是绝对的,处于其中的物体会使这张网发生弯曲。所谓的引力,正是时空弯曲的表现。

地球为什么为绕着太阳转?地球在平直的时空中本应直线运动,但太阳扭曲了周围的时空,改变了地球的运动轨迹,呈圆周运动。假设,太阳突然消失,会发生什么呢?如果太阳突然消失,那么被弯曲的时空将恢复平直,且恢复速度等于光速,这就是「引力波」。因此八分钟后地球将沿运动轨迹的切线方向飞出。

如果把时空看作水面,那么引力波就是时空中荡起的涟漪。理论上,在这张时空网上任何物体的变动都会引发时空弯曲的变化,从而产生引力波,甚至连你打个哈欠也不例外。但是,要知道引力波是极其微弱的,就算是宇宙中超大质量物体的变动所产生的引力波也极难被探测到。

双黑洞的合并是宇宙中的极端事件,引起的时空变动所产生的引力波对我们来说也相当微弱。人类利用超精密的仪器,花了九牛二虎之力才勉强窥探到一丝踪迹。这也在一定意义上说明,我们宇宙的这张时空网的质量杠杠滴!

诚然,引力波的发现只是一个新的开始,路漫漫其修远兮,人类对引力波的研究还有很长的路要走。未来,引力波能发挥什么作用也非常令人期待!ps:还记得三体中的引力波通信吗?