引力波以时空波纹的方法在世界中传达,而时空波纹是由一些或许发作的最剧烈的事情所发作的。
有了像激光干与引力波天文台(LIGO)和室女座这样的设备,咱们现在可以勘探到那些冲刷地球的最激烈的涟漪。引力波经过期,会留下一种回想,即时空的永久曲折,咱们现在也行将可以勘探到这种现象,这将使咱们对引力的了解到达极限。
引力波
尽管它现已有一个多世纪的前史了,爱因斯坦的广义相对论仍然是咱们现在对引力怎么运作的了解。在这种观点中,空间和时间被兼并成一个一致的结构,称为时空。这个时空不仅仅一个固定的阶段,它还会跟着物质和能量的存在而曲折和歪曲。
时空的曲折、翘曲和歪曲告知物质怎么运动。在广义相对论中,从光到高速飞翔的子弹,再到爆破的世界飞船,全部物体都想沿直线飞翔。但它们周围的时空是歪曲的,迫使它们都沿着曲折的轨道行进。
咱们所称的“引力”是一切时空歪曲的成果,移动的物体别无选择只能跟从周围时空的曲折和动摇。和任何其他的柔性外表相同,时空不单单是曲折和歪曲,它也会振荡。
假如你站在蹦床上,你会把蹦床弄弯。假如有人企图在你邻近的蹦床上行走,他们会感触到你的“重力”,被逼沿着一条曲折的途径走。但在离你满足远的当地,他们乃至不会留意到你的引力影响。
但假如你开端在蹦床上跳上跳下,你会宣布波涛和轰动,它们会情不自禁地被你的动作所影响
回想曩昔
引力波以相同的方法效果,经过期空结构自身的涟漪传递能量。这些涟漪简直起源于每一种或许的运动,可是因为引力是如此的弱,只要最有能量的运动才干发作涟漪,这些涟漪可以用地球上的仪器勘探到。
到现在为止,咱们的引力波天文台LIGO和Virgo现已观测到了几十个灾难性的事情,包含大质量黑洞和中子星的兼并。这些事情发作的引力波在世界中泛动,席卷地球。引力波会十分细微地(比原子的宽度还小)移动物体。现在,你正被数十亿光年外的兼并事情发作的引力波悄悄揉捏和拉伸。
简直任何一种运动都会引发引力波的发作,从彼此磕碰的黑洞到你挥舞的手,乃至引力波自身。当引力波在时空中动摇时,它们成为新的引力波的来历,上一个引力波成为下一个引力波的来历。每一代新波都比上一代弱,但这种效应逐步构成科学家们所称的时空“回想”,在引力波经往后留下的永久的时空歪曲。
换句话说,当引力波冲过你时,你不会仅仅暂时的拉伸和揉捏,而是永久性的。
展望未来
因为引力波发作的引力波是如此的弱小,咱们还没有发现这种时空“回想”的任何依据,但它应该在那里,潜伏在LIGO和Virgo所取得的数据中。咱们该看到的是,在承认的引力波事情发作好久之后,勘探器的方位会发作耐久的改变。
最近,一组天文学家研讨了终究看到引力波回想所需的条件。因为每个个别的检测只留下了一个令人难以置信的单薄回想,咱们将无法看到这样的现象一个接一个。相反,咱们必定要将多个事情加在一起,以树立表明检测所需的依据。
咱们应该多少个事情?研讨人员猜测,咱们应该记载大约2000个独立的黑洞兼并,才干发现留下的永久回想。这样的勘探不会很快发作,可是下一代的引力波天文台有望每天搜集大约10个事情,在一年内就能找到这样的回想。
假如咱们从广义相对论得到的猜测是正确的,那么这种永久的时空回想应该存在。假如咱们在几年的寻觅之后没有发现任何东西,咱们将不得不从头查看咱们对引力的了解,看看咱们是否遗漏了什么。