​2分钟看懂什么是引力波

2分钟看懂什么是引力波

来源：浩哥撩科学

今天要跟大家谈一个最近几年比较热门的话题引力波。虽然说引力波频频上电视在新闻媒体上大家也能够看到，引力波是个什么东西跟我们有什么关系呢，今天我们来一起讨论一下。

要谈引力波我们必须要先解释一下什么是引力，初中的时候都学过万有引力。任何有质量的两个物体之间都存在着相互吸引的力，那我来跟大家解释一下，比较正确的认识方法，到底什么叫做引力。

我们所处的宇宙的时空分布是不均匀的，的英文叫space time指的是时间和空间，其实时间和空间是相对的，这就为什么英文上用一个词时空来表示，也就是说你不能拿开时间来谈空间，也不能拿开空间来谈时间，两者是以一定的关系同时存在的，所以不能剥离开来看。我给大家举一个例子如果我们大家把那个特别厚重的瑜伽垫或者体操垫想成是我们所处的时空我们站在上面的时候是不是发现我们的重量会压弯了某些部分呢，其实没错的在我们所处的时空中质量越大的物体可以把我们的时空压得越弯曲。

比如说有两个人同时站在非常厚重的体操垫子上，如果一个人的质量特别大的时候，他把那个体操垫就会压得非常非常的深，那么另一个体重稍微轻的人就会不自觉地朝那个体重重的人方向倒去，那这么一来是不是产生了所谓的引力呢，其实在时空中也是一样的道理，比起月球和人造卫星来说，我们地球的质量大非常多，于是。时空在地球附近有弯曲很大，那么这么一来，月球和卫星，自然会朝着弯曲的方向被拉过去，这就是所谓的引力，那么月球为什么会朝地球转而不碰撞上去呢，这是因为月球自身也有重量，他同样把周围的时空发生弯曲，于是月球就躲在自己弯曲的小沟里，然后地球在那个大沟里，这么就可以转起来而不发生碰撞了。

大家可以想象一下一个质量非常大的胖子坐在瑜伽垫上，另外有一个质量非常小的小孩子也在瑜伽垫子上，他虽然像那个胖子倾斜但是因为自身也有重量，也会把电子会压出一个坑来，所以他不至于跌上去，再说了小孩子在跑的过程中自身还有一定的动能，所以她不会撞在胖子身上，也就是说我们的时空不是均匀分布的。就是有质量的地方，而且质量越大的地方，它的弯曲程度就越大，在那个质量越大的地方我们的时间过得就越慢，而在质量越小的地方时间过就越快，这就是时间和空间是相对的，这也就是爱因斯坦相对论的主要内容。

早在100年前，这个现象就被观察到了。我们都知道太阳的质量是非常巨大的，所以太阳队时空的弯曲也是非常巨大的，如果距太阳非常。遥远的一个星星发出的光在经过太阳的时候势必会被太阳弯曲，如果再被我们观测到的时候，其实星星的位置比起他原来的位置，是发生了一定的变化，因为我们的观测仪器是沿直线传播的，但是星星的光线却被太阳的引力弯曲了，所以说这是星星的光线在经过太阳和不经过太阳的时候，他们所处的位置是不一样的，就好像是说我们拿着一个高脚杯，通过高脚杯来看光源的时候光线发生了弯曲，我们眼睛所看到的位置就发生了变化，虽说在100年前，一些天文学家组成的团队首次观测到了这个现象，证实了爱因斯坦的相对论的正确性。

知道了引力之后我们再来说一下引力波，我们刚才说了，质量巨大的物体，可以弯曲时空，所以他们在做缠绕的加速运动时，时空就会被周期性的压缩并且会向宇宙的远方传出去，这就好像是在瑜伽垫子上在打架的两个胖子一样他们在互相缠绕着，如果瑜伽垫足够柔软的时候他们厮打时留下的这种对于家电振动的就可以传到垫子的边缘，被其他人观测到。

最早观测到引力波是在2015年也就是两年前在美国的liberal实验室，那么我们应该怎么去观测引力波呢，可能你会想象。既然引力波来的时候时空会被拉伸或者挤压，那么我们只要在地球上标上刻度，如果当与引力波来的时候我们看看刻度的变化不就行了吗，这种说法是错误的，为什么呢因为引力波传染的时候我们人本身还有我们地球上所有的东西会随之一起被拉伸或者压缩，所以你的格子也会随着你被拉伸或者压缩，你是看不出任何变化，然而光却不一样，光是非常忠诚的。

它的传播速度是恒定的，如果时空被拉长的时候光的传播时间就会增长，而时空被压缩的时候光的传播时间就会缩短，如果我们架设两个非常长的光路一个横着另一个跟它垂直，当引力波来的时候在一个方向上被拉伸，也就是说光的传播时间在一个探测器的壁上变成长了，而在另一个探测器的壁上边短了，他们互相干涉的条纹就会发生变化，我们就可以准确地测定引力波了，既然引力波已经被发现了为什么这次也这么兴奋震动物理学界呢，这是因为之前的引力波探测器都是在美国的，而现在欧洲也加入了引力波探测的行列。

这样一来的话多台引力波探测器同时工作，我们就可以更精确地测定出引力波的来源，而且我们可以探索的天空的面积也会大幅度的增加，这样一来。而我们可能会更频繁地观测到引力波，也许会达到一周一次，对于未来我们是可以非常憧憬的，懂得了如何利用和控制引力波，我们也许能实现像科幻小说中说的那种超时空旅行，利用非常短的时间就可以利用引力波，把我们送到非常遥远的地方去，这是不是听起来很神奇呢，不管怎么样我们还是要为科学的伟大来鼓掌。