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引力波到底是何方圣神?中国开始攻坚,“天琴1号”成功发射

引言:一直以来,科学家们建立的科学系统看似完美无缺,任何现象的发生都能够引经据典地解释出来。但事实上还有一种名为“引力波”的东西还没有被发现,成为了爱因斯坦广义相对论中一块空白。直到2015年的时候,引力波才被探测出来。

说起中国的航天事业,人们了解最多的就是神舟系列载人飞船了。除此之外,像是嫦娥系列,天宫一号,还有北斗卫星定位系统也有不少的人知道。但是就在前段时间,被誉为是世界上最精密的实验项目,探测宇宙的引力波,“天琴计划”的首颗探测卫星“天琴”1号成功发射。与此同时,还有其他未来号-1R卫星、天雁01卫星、天雁02卫星、顺天号卫星、玉衡号卫星、资源一号04A星、巴西1U小卫星以及我国赠送埃塞尔比亚的一个小卫星共九颗卫星一同发射上天,也被称为是一箭九星。

那么这个引力波到底是何方神圣,能够动用到航天技术来探索它呢?要想了解这个问题,首先我们就要知道引力是怎么产生的。牛顿的经典力学告诉我们,宇宙间任何两个物质都存在万有引力。万有引力的大小与两个物体的质量成正比,与物质之间的距离成反比。并且巧妙地通过扭秤实验,计算出了公式中所需要的万有引力常数。但是这只是表面宏观的现象,是通过实验得出的数据通过经验汇总的方式得出来的结论。但是实际上万有引力是如何产生的,牛顿并没有解释。

爱因斯坦作为宇宙学的先驱人物,率先提出了著名的广义相对论。他认为,宇宙并不是像我们看到的一样一片虚无,而是存在一张我们看不见,摸不着的时空薄膜。任何有质量的物体都会向挤压薄膜。就以太阳系为例子,太阳的质量非常大,所以能在这张时空薄膜上凹出一个非常深的坑。而包括地球在内的其他天体,如果是静止不动的话,那么就会像在一个大碗上放一个小球,瞬间就会掉进中心。而当我们晃动大碗的时候,小球就能在碗的边缘旋转了。时空中的引力就是这样产生的。

所以在宇宙时空的这张大网上,如何出现波动,那么就会像我们向池塘扔一块石头一样,泛起一圈又一圈的涟漪,所以引力波又被称为是时空的涟漪。早在1916年,爱因斯坦就根据广义相对论提出了引力波的概念,但是在实际应用中,人们对引力波的探测毫无头绪。因为时空薄膜的概念对于渺小的人类来说探测的难度非常大。举一个例子,地球上所有的人都知道地球是圆的,但是我们在日常中根本无法观察出来。所以探测引力波的难度就好比给你一把尺子,却要量出地球表面的曲率。

然而在2015年的时候,美国一个名为LIGO的实验团队通过激光干涉仪发现了引力波的存在。如果说探测引力波就像是用尺子发现地球是球状的话,那么LIGO的方法则是在海平面发现了只有船头的巨轮。因此,LIGO团队的三位首席科学家获得了2017年的诺贝尔物理学奖。爱因斯坦早在一百年之前就预见了现在发生的事情,不愧是近代最伟大的科学家之一。

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