引力波是什么?
3 d可视化两个轨道的黑洞产生的引力波。图片:Henze / NASA
总之
分析谈话好奇的孩子部分由莎拉博士韦伯的天体物理学和超级计算中心
引力波是什么?——米莉,10岁,悉尼
一个很棒的问题米莉!
要回答这个问题我们必须穿越时间,到1916年。今年这是著名的物理学家爱因斯坦发表他的广义相对论。
爱因斯坦发现如何使用数学解释重力在宇宙。重力的力量,让我们在地球上,地球绕太阳。直到1916年有许多理论,试图解释什么是重力和它存在的原因。但爱因斯坦提出万有引力是弯曲的时空。
你能想到的时空宇宙的织物。这就是我们生活的空间。没有它,我们就不会有宇宙,那就不会很有趣。
一个时空蹦床
弯曲时空负责重力的影响。蹦床是一个伟大的方式为我们的照片放在一个平面上。
想象你沉重的保龄球在蹦床的中心——它的质量织物弯曲,它创建了一个泡。现在,如果我们试图滚大理石在蹦床,它会滚向内和保龄球。
这就是重力:时空结构的变形,影响事情如何发展。
如果一个沉重的东西就像一个保龄球延伸蹦床,大理石将朝它围成一个圈。图片:作者提供
这就是爱因斯坦著名的方程帮助解释——我们如何希望时空在不同条件下移动。我们知道,宇宙中,没有静止。一切都总是移动,当物体加速通过时空,他们可以创建小涟漪,就像池塘里的卵石。
这些涟漪是我们所说的引力波。宇宙很可能充满了这些小波,像海洋,海浪朝着不同的方向。
但与海洋,引力波非常小,不会摇晃地球。当第一次预测的爱因斯坦,他怀疑我们是否能够检测到它们,因为他们应该多极小。
我想知道他今天会想什么。我们不仅探测到引力波,但我们发现90独特的事件!这是物理学最大的成就之一,以及他们是如何的神奇。
挤压和拉伸
重力波经过地球时,挤压或拉伸整个地球的方向传播。如果我们试图用一把尺子,衡量统治者似乎是相同的长度,因为数字统治者也会拉伸或压缩,和不会改变。
但是科学家们有一个窍门:他们可以使用光,因为光只能旅行一定距离超过一定时间。如果空间是伸出,光旅行有点远,需要更长的时间。在空间挤压时亦然。
的技巧知道空间被挤压或拉伸测量它两个方向,计算的差别。不幸的是我们不是很容易衡量的东西。
距离的差异我们在寻找小1000倍,那么一个很微小的粒子称为质子。真的不能控制自己的思想,我们的身体也在10千的九次方质子(10000000000000000000000000000)。
这是一个疯狂的小变化我们需要检测,但值得庆幸的是聪明的科学家和工程师们想出了一个办法,你可以了解更多关于这些探测器在下面的视频。
引力波给我们我们的宇宙的新眼睛,让我们“看到”之类的黑洞和中子星撞在一起,因为我们终于可以检测它们产生的小涟漪。
这文章最初发表的谈话。
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