當前位置：首頁 > 正文

靜觀時空泛起漣漪國內教育

發(fā)布時間:2016-02-29 11:24:52

瀏覽量:

分享到:

靜觀時空泛起漣漪國內教育

靜靜的池塘，水面平滑如鏡。一片樹葉無風自落，飄搖到了水面，水面隨之蕩起一陣漣漪。

　　最近突然在新聞上大紅大紫的引力波，大致可以被比擬成時空的漣漪，以光的速度不停地傳播開來。這種比擬十分形象但又十分有限：水波是人們可以用眼睛看到在一個二維平面內傳播的表面波，而引力波是張量場傳播的時空振蕩。愛因斯坦在最早發(fā)現(xiàn)自己方程的傳播解時，其實并不認為它是真實的存在。他后來也明確地表示，“在幾乎任何已知條件下，引力波的存在是可以忽略的”。

　　即使不去努力讀懂復雜的張量方程，我們依然可以試圖去理解引力的本質。從牛頓開始人們就知道引力是所有靜質量不為零的物體之間存在的作用力——不論是兩顆沙礫還是兩個星球。而愛因斯坦的廣義相對論之后，人們更進一步認識到引力場的本質是空間的彎曲。事實上，任何運動的物體都會導致空間時間的擾動；但是想要讓這種擾動足夠強到能被人們探測到，我們需要把目標指向正在合并中的黑洞。

　　自從我們第一次仰望星空時起，直到如今發(fā)展成涵蓋伽馬射線，X光、可見光、微波還有射電等全電磁波頻段觀測，本質上都還是通過電磁相互作用。面對浩瀚宇宙，人類只見其行卻不聞其聲。然而現(xiàn)在我們開始聆聽宇宙的韻律——引力波的到來開啟了天文學新的觀測窗口。

　　從某種意義上說，這就像人類突然睜開了一只從來沒有用過的眼睛。我們可以去探測很多不發(fā)光的星體和暗物質，可以去探測宇宙誕生之初的引力波（因為引力波衰減很少）。我們不但看到了更多，也看到了更遠的空間和更遠的時間。這個引爆媒體的新聞，只是一個開始。讓我們安靜等待更多激動人心的來自奇妙科學的新發(fā)現(xiàn)吧。

　　即使是合并中的黑洞，其引力波的直接探測也異常的困難。2016年2月11日，人類公開宣布首次探測到引力波信號，這無疑是探測技術的極大成功：這次被探測到的引力波引起的空間尺度變化大致是氫原子大小的一百億分之一。

　　在科學的領域里，確實存在這樣一種情況：大多數(shù)科學家不能接受某種理論或者某種解釋，可是他們誰也不能證明它是錯誤的。事實上，科學的理論就是在不斷的爭議和交鋒中得到驗證并加以完善的。而各種各樣的假說即使（后來被證明）是錯誤的、荒謬的，有時在一定程度上卻也有助于我們發(fā)揮想象力和拓展思路，甚至給我們一些有益的啟示。