引力波是什么 引力波有什么作用和用途

导语：每一种科学上的新发现都有可能推动世界科技的进步，就在昨天(16日)晚上，包括我国在内的一些国家同时发现了双中子星并合引力波，同时探测到其电磁对应体，这一发现是人类史上的首例，科学家对此发现狂喜不已。为什么科学家们引力波会如此兴奋?引力波是什么?引力波有什么作用和用途?现在小编带你一起走进物理学的世界，了解引力波的神奇之处。

引力波是什么 引力波有什么作用和用途

引力波

一、引力波是什么

引力波也被称为“时空的涟漪”。1916年,爱因斯坦基于广义相对论预言,剧烈的天体活动会带动周围时空一起波动,这就是引力波的由来。此后百年间,科学界一直在寻找引力波的存在。截至目前,人类已发现4例由双黑洞合并产生的引力波,而此次的引力波GW170817,首次发现由双中子星合并产生,意义重大。

国家天文台南极团组负责人商朝晖说,AST3-2是南极现有最大的光学望远镜。目前,它主要进行超新星巡天、系外行星搜寻、引力波光学对应体探测等天文研究。

引力波的存在是广义相对论洛伦兹不变性的结果，因为它引入了相互作用的传播速度有限的概念。相比之下，引力波不能够存在于牛顿的经典引力理论当中，因为牛顿的经典理论假设物质的相互作用传播是速度无限的。

“德国之声”的文章说，在广义相对论中，引力可以用时空弯曲来解释。假设时空就是一张蹦床：一个网球放在蹦床上，它只会静静地停在那里;而如果此时在蹦床上坐着一个人，蹦床就会向下凹陷，网球则会滚向凹陷处，而且越是离得近，滚得越快。网球被这处凹陷“吸引”了。坐在蹦床上的人体重越大，凹陷就越明显，网球就越容易滚向凹陷。

人类发现双中子星并合引力波

二、引力波有什么作用和用途

专家表示，引力波从目前来说，作用主要体现在提供了一种供我们深入研究天体物理过程的重要信息来源，无论是两个黑洞并存还是两个中子星并存，到最后阶段，其现象是非常复杂的。一方面有引力场的复杂相互作用，这种相互作用最后也是高度非线性的，时空都可能会发生很剧烈的变化。另一方面，从物理角度讲，除了时空，还有物质，对中子星来说，它里面的物质也是密度非常高的物质，按照一般的模型来说，中子星是由很多高密度的原子核混成一体的，这些原子核大部分都是中子，这样的一些物态在两个中子星碰撞的时候会产生怎样的复杂现象，我们也非常希望了解，通过这些了解甚至也可以深刻地追究宇宙的基本物理规律。现在我们既有了引力波的观测，又有了光学的观测，这为我们提供了很多信息，在未来一段时间内会有很大的发展。星际穿越是科幻小说中的情节，真实情况不一定像小说中那么戏剧化，但可能这里头也有很密切的联系，对这些东西的探求可能会有非常有意思的物理规律。

国际宇航联空间运输委员会秘书长、中国航天科工集团公司二院研究员杨宇光表示，引力波最重要的意义在于，人类从过去到现在所有对自然界的观测，包括天文观测，主要依赖于电磁波，也就是雷达或者光学波段的电磁波对未知世界进行探测。而有了引力波以后我们就对自然界多了一种探测手段，这是一个质的差异。引力波的探测有可能使我们了解到更丰富的有关于黑洞、中子星等等这些天体在发生一些现象和剧烈变化时的时空变化，所以说它对于了解物质世界是非常有用的。

三、引力波怎么探测

北京时间16日晚22时，包括我国在内的多国科学家宣布，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波，并同时“看到”由这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。

据科学家介绍，2017年8月17日，美国激光干涉引力波天文台(LIGO)发现一个新的引力波信号GW170817。这个信号是一个由双中子星合并产生的引力波。全球约70个地面及空间望远镜从红外、X光、紫外和射电波等多个波段开展后续观测。这其中，也包括中国架设在昆仑站的南极巡天望远镜AST3-2。

仅仅在LIGO观测到引力波信号后的1.7秒，美国费米太空望远镜探测到名为GRB170817A的伽马射线暴。“费米几乎在同一时间观测到伽马射线暴，让我们更加兴奋，也更有紧迫感。”加州理工学院LIGO数据分析小组负责人艾伦·温斯坦教授回忆说。

LIGO和费米在遇到强信号时，会自动向天文界发送警报。这是一场与时间的赛跑，世界范围内的望远镜后续观测随即启动。大约11个小时后，位于智利的斯沃普望远镜率先观测到此次信号的光学对应物——位于一个叫NGC4993星系的双中子星系统。

基于AST3-2独立收集到的数据，科研人员还计算出，此次两颗致密中子星合并的过程共抛射出超过3000倍地球质量的物质，这些物质携带有巨大能量，抛射速度达到0.3倍光速。

引力波也被称为“时空的涟漪”。1916年，爱因斯坦基于广义相对论预言，剧烈的天体活动会带动周围的时空一起波动，这就是引力波的由来。此后百年间，科学界一直在寻找引力波的存在。此前，人类已经发现4例由双黑洞合并产生的引力波。