据《连线》网站报道,“没有引力波...沿着X轴正方向传播的平面引力波因此可能被发现...引力波不存在...引力波存在么?结果是存在严格解...”这些话都是阿尔伯特·爱因斯坦说的。有20年他对引力波的态度都是模棱两可,他在1915年创立的广义相对论预测到了这些时空构造中的波动,但他一直不能确定。

图片来源于网络
虽然这种理论的概念非常简洁——认为引力是“时空”中的曲线效应——但其数学计算过程却非常复杂。上周这个疑惑终于解开了,先进激光干涉引力波天文台(LIGO)的科学家们宣布,他们探测到了超过10亿光年外剧烈合并的2个黑洞发出的引力波。收集这种信号——被称为啁啾的时空中微弱的一阵收缩扩张——要求非常精妙的技术手段。为了确定引力波不仅存在,而且要了解引力波从黑洞发出跨越宇宙来到地球后是什么样的,科学家们花了100年时间。
阿肯色大学理论物理学家丹尼尔·肯尼菲克(Daniel Kennefick),在当研究生时就与LIGO联合创始人基普·索恩(Kip Thorne)合作,以证实广义相对论的预测。《QUANTA MAGAZINE》就此采访了肯尼菲克,以下为采访内容的部分摘要:
问:2月11日宣布发现引力波,你激动吗?
答:我不能相信有多激动,很伟大,因为历史上这个领域很受争议,但这是无可置疑的探测。他们不是像很多人预测的那样从噪音中挖掘信号,而是靠眼睛在数据中真正看到。从理论物理学家的观点看,令人激动的是这些理论预测如此接近事实。
问:你如何看待引力波研究的历史,是什么导致此刻的成功?

图片来源于网络
答:无疑其中一大特征是存在争议——一系列的争议。科学家争论引力波是否存在,是否携带能量,是否以我们希望探测到的方式存在,你测量到什么或只是自娱自乐?首次提到引力波的是爱因斯坦,但他自己也说不存在。引力波是非常大胆、勇敢的概念,100年前就开始进入人们的头脑中,然而一直被认为虚无缥缈。总是在解答了一个问题后,又出现一个新的问题。
问:1936年爱因斯坦又改变了想法,认为引力波不存在,为什么会这样?
答:爱因斯坦和他的助手纳森·罗森(Nathan Rosen)着手寻找精确的(而不是近似的)引力波答案,但他们发现了问题。无论他们如何努力建立坐标系,他们总是发现时空中某个地方存在“奇点”,意味着无法在这个地方分配一个数字表示波有多大。现在发现真相是,这个奇点只是坐标奇点,不是引力波的问题。
拿北极点举例。如果我问你北极点的经度是多少,你会说“所有经度线都经过了北极点”。我们的单位制在那就不能用了,但这不代表北极点不存在,也不代表你不能达到北极点。在物理学上北极点是存在的,因此爱因斯坦和罗森困惑了。他们认为,既然那里有个奇点,就证明引力波不存在了。因此他们写了论文给《Physical Review》,审稿人写了10页的报告指出可能有错误,并退回了稿件。爱因斯坦对此非常生气,就收回了论文。
问:一些人开始证明,即使引力波存在,也不可能感觉到。

图片来源于网络
答:1955年纳森·罗森试图证明引力波不带能量,因此只是形式上的数学构造而没有真正的物理意义。思考这个问题的好方法是,如果我在海洋上,遇到大海浪,我可能意识不到,因为我会随波逐流,起起伏伏,因此周围的一切也是如此。如果引力波也像大海浪一样,是否会真的与我们互动,或者我们只是随着引力波起伏?在上世纪50年代这存在很大争议。
问:最后问题是如何解决的?
答:1957年罗森在北卡罗来纳州查珀尔希尔的一次会议上提出自己的论据,幸运的是菲利克斯·皮拉尼(Felix Pirani)也参加了那次会议。他决定看看广义相对论如何起作用,使用非常实用的方法解决了坐标系的问题,他展示了波在经过时可以来回移动粒子。理查德·费曼(Richard Feynman)听了皮拉尼的谈话后,表示:“既然我们知道粒子会移动,我们要做的是想象一根铁棒,在铁棒上我们放一些珠子,当波经过时,珠子会来回移动,但铁棒将保持僵硬,因为铁棒的电磁力会努力使原子和电子保持原位,因此珠子会拉铁棒,摩擦产生能量,能量必然来自引力波。我的结论是这种波有能量”。
这就是著名的“粘珠”思想实验,让很多人相信罗森提出的怀疑没有任何理由。然后乔·韦伯(Joe Weber)等人开始努力探测引力波。
问:但人们依然不知道是否存在可以探测到的足够强大的引力波天体物理源,对吗?
答:对,爱因斯坦写到,任何人都不大可能发现行为受到引力波可测量影响的系统,他指出,来自典型的双子星系统的波几乎不携带能量,我们从未注意到这个系统已经改变。我们能看到来自黑洞的引力波,原因是它们之间的距离比双星更近。这些黑洞很微型,所以可以靠得足够近并相互围绕着非常非常快速地运动。由于爱因斯坦不相信黑洞的存在,因此他就无法知道能以这种你能看到引力波的方式运动的系统。

图片来源于网络
问:卡尔·施瓦兹柴尔德(Karl Schwarzschild)在1916年发现了爱因斯坦方程的黑洞答案,同年爱因斯坦预测到引力波。为什么后来爱因斯坦却又不相信有黑洞?
答:黑洞本身存在很大争议,有着复杂的历史,LIGO的探测是首次真正完整证明了黑洞的存在。1916年爱因斯坦认为施瓦兹柴尔德只是发现了简化的物理学:如同有人将地球看作一个质量点(质量压缩至一个点)以简化研究,他们认为“施瓦兹柴尔德答案”——我们现在称为黑洞——为了方便研究将太阳作为一个质量点处理。他们认为这并非真实的事情。到1930年代,人们开始逐渐知道,“不完全清楚这个理论阻碍了人们”。如罗伯特·奥本海默等人开始证明,恒星可能自己坍塌变成像“施瓦兹柴尔德答案”的东西。1960年代约翰·惠勒(John Wheeler)的团队,基普·索恩是他的学生之一,从事了这种工作,他们和其他人发展起来黑洞理论。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

北宋真宗朝的宰相王旦,以"全德元老"之名载入史册,其十二详情

三国时期,曹魏五子良将张郃与蜀汉"常胜将军"赵云的军事交详情

山西运城的集市上,二十岁的关羽抡起竹竿打枣,红脸长须在风中飘动,竹竿击打枣树详情

公元626年7月2日,长安城玄武门下,李世民亲手射杀太子李建成,尉迟敬德斩杀详情

在三国武力值的天平上,关羽与张飞的较量始终是历史迷热衷探讨的命题。若以《三国详情

1673年,平西王吴三桂在云南昆明起兵反清,这场持续八年的“三藩之乱”不仅动详情

褚英(1580-1615)是清太祖努尔哈赤的嫡长子,四岁起便随父征战沙场,十详情

黄霸(前130年—前51年),字次公,淮阳阳夏(今河南太康)人,作为西汉三朝详情

在楚汉争霸的烽火中,纪信以生命为代价换取刘邦突围,韩信以毕生才智辅佐汉王成就详情

公元1399年,建文帝朱允炆即位次年追尊父亲朱标为"孝康皇帝&qu详情

在北宋四朝更迭的政坛长河中,文彦博以九十二载人生跨越仁宗、英宗、神宗、哲宗四详情

北宋名臣薛奎(967—1034年),字宿艺,号春游,绛州正平县(今山西省新绛详情

1368年,朱元璋在应天府(今南京)登基称帝,建立明朝,同年北伐军攻克大都(详情

在中国历史的长河中,王郎是一个充满争议与传奇色彩的人物。他的一生,既有在乱世详情

公元前272年,秦国甘泉宫内,一支淬毒的箭矢穿透了义渠王的胸膛。这位曾让秦国详情

公元228年至234年,诸葛亮在人口不足百万、常备军仅十万的蜀汉政权下,七年详情

在明朝永乐年间,朱棣的三个嫡子中,次子朱高煦勇猛善战,在靖难之役中屡立战功,详情

在明朝洪武年间的权力格局中,太子朱标以“准皇帝”之姿独掌朝政,其权力之盛远超详情

公元前206年的鸿门宴上,项庄舞剑的寒光与项伯拔剑相护的身影,共同构成了楚汉详情

明末清初,中国社会经历着剧烈的动荡与变革。在这片风雨飘摇的土地上,黄宗羲以经详情

东汉末年,北方大地曾矗立着一位以勇武闻名的诸侯——公孙瓒。他以"白详情

东汉末年,群雄并起,公孙瓒作为北方最耀眼的军阀之一,曾以强硬手段威震边疆,却详情

公元222年,三国时期规模最大的战役之一——夷陵之战爆发。蜀汉昭烈帝刘备亲率详情

在华夏文明起源的宏大叙事中,阪泉之战与涿鹿之战犹如两枚关键拼图,共同构建起炎详情

公元前273年,战国中期的中原大地战火纷飞。在韩国华阳(今河南新郑北)的战场详情

在中国历史的长河中,三国鼎立的局面持续了数十年,魏、蜀、吴三国相互征伐,战火详情

1521年,明朝广东海道副使汪鋐指挥的屯门海战,是中国与西方殖民者的首次军事详情

在云南西部高黎贡山南麓的崇山峻岭间,一座名为磨盘山的险峻山岭静默矗立。这座海详情

公元215年的合肥城下,一场被后世神话为"八百破十万"的详情

在探讨中国古代军事史时,"淝水之战"作为以少胜多的经典战详情

《左传》作为一部叙事详实的史书,以其高超的叙事技巧和深刻的历史洞察力,为后人详情

在历史的长河中,北方草原上的游牧民族乌桓,曾是汉朝边疆的重要力量。然而,随着详情

在中国古代历史的长河中,秦朝的统一战争无疑是一段波澜壮阔的篇章。然而,在这场详情

在科学的世界里,有一种细胞被赋予了“不死”的名号,这就是海拉细胞。这种细胞源详情

在中国古代的神话传说中,姜子牙和鬼谷子都是极具智慧和能力的传奇人物。他们分别详情

一、背景介绍 秦始皇陵兵马俑是中国历史上最著名的考古发现之一,被誉为“世界详情

标题:秦始皇10大诡异事件 一、陵墓之谜 1. 兵马俑:秦始皇陵的兵马俑详情

虞姬,中国历史上著名的女性人物,她与项羽的爱情故事被后人传颂不衰。而刘邦,作详情

胤祥没有遭到雍正的清洗,但他在年轻时去世,这一点对于一些历史学家来说存在着一详情

满清十二帝内没有溥仪的画像,只有照片,是什么原因呢? 在满清十二帝中,没有详情

溥仪的文化水平不仅仅是初中程度,尽管他的户口本上写着“初中”,但这并不是他真详情

古人常说“不孝有三,无后为大”,而在皇权社会,皇帝不具备生育能力,可不仅仅是详情

息肌丸是什么东西?真的有这种药存在吗?息肌丸是一种有催情作用的美容香精,塞到详情

赵飞燕服用息肌丸保持美貌,息肌丸是什么东西呢?感兴趣的读者可以跟着趣历史小编详情

古印度文明,作为人类文明的摇篮之一,承载着丰富的文化遗产和深邃的哲学思想。其影响详情

彼岸花,又称曼珠沙华,是一种充满神秘色彩的花卉。这种花通常盛开在秋季,其鲜红详情

在现代社会,我们依赖于各种产品来完成日常生活的各个方面。从智能手机到笔记本电详情

在我们的日常生活中,我们常常会忽视地球上的一些奇妙之处。然而,当我们从太空中详情

在生物多样性的广阔领域中,每一次新的物种发现都像是打开了一扇通向未知世界的窗详情

在这个世界上,有些物品的价值超越了我们的想象。它们不仅仅是物质的存在,更是艺详情

在世界的每一个角落,无论是热血沸腾的球场,还是电视机前的粉丝,都被一位女性棒详情

位于中国云南的九龙河瀑布群,被誉为“中国的尼亚加拉”,是中国最大的瀑布群。这详情

北仑河口,位于中国浙江省宁波市北仑区,是中国大陆海岸线的最南点。这里既有美丽详情

鸭绿江口,位于中国东北地区,是中国大陆海岸线的最北点。这里既有壮丽的山川河流详情

湖北省,位于中国中部,素有“千湖之省”的美誉。全省湖泊众多,水域面积占总面积详情

在武侠文化的语境中,“实力”往往与武功修为、江湖地位、智谋韬略紧密相连,而当详情

在唐代诗坛的苍茫雪原中,刘长卿以五言绝句《逢雪宿芙蓉山主人》凿出一眼温热的清详情

在《红楼梦》这部文学巨著中,妙玉无疑是一个极具神秘色彩和独特魅力的人物。她以详情

在中国悠久的历史长河中,涌现出了无数才华横溢的诗人,他们用优美的诗句抒发了对详情

在中国古代文学的璀璨星河中,《诗经》犹如一颗耀眼的明珠,汇聚了无数文人墨客的详情

王勃,唐代初期的杰出诗人,以其才华横溢和短暂而传奇的一生著称。在他的众多诗作详情

《射雕英雄传》作为金庸先生的经典武侠小说,自问世以来便受到了广大读者的喜爱。详情

在中国古代文化的历史长河中,《世说新语》以其独特的魅力记录了一个个鲜明的人物详情

在道教传奇与神话故事中,赤脚大仙这一角色的形象虽短暂却极为鲜明,他在《西游记详情

在浩瀚的中华文化宝库中,“斯斯文文”这个词汇常被人们所提及。但是,它究竟是不详情

你知道“时时刻刻”这个成语吗?它不仅仅是描述时间的连续,更是一种对生活态度的详情