“谢歌说事”周末版：时评：其实，能够穿越星际的，又岂止是引力波啊！

谢歌说事 · 发表于 2016-2-12 18:40

   “谢歌说事”周末版：时评：其实，能够穿越星际的，又岂止是引力波啊！

   今天全世界有个大新闻：引力波。证明了爱因斯坦100年前的猜想，不得不感叹科学技术的日新月异。引力波即时空的波纹，按照这个理论人类可在未来实现星际通讯和不同宇宙穿越了。在《星际穿越》电影中的结尾之时，主人公库珀身处一个5维时空的超体方体中，为了将从黑洞中心所提取出来的信息传递给身处4维时空的女儿墨菲，人为的制造引力波效应，成功将信息传递，从而人类得以解救。引力波从目前物理学家的认识来看，是唯一一种可以在不同维度传播的波。不同宇宙之间的碰撞，会产生引力波。说不定在不远的将来，我们也可以依靠引力波来判断多重宇宙的存在与否。
      说来说去这引力波到底是啥东东呢？
      牛顿认为，月球之所以会绕地球运转，是它们之间存在万有引力的缘故。这引力像绳子或弹簧一样一头拴着月亮，一头系着地球。一个形象的比喻就是投掷链球：地球是链球运动员而月亮是链球，地球在自己旋转的同时用铁链（万有引力）拉住月球，带它一块转。当然，万有引力是无形的，看不见摸不着，却如一条条铁链拴住世间万物。
   爱因斯坦的见解是这样的：人们观测到遥远的星光经过太阳附近时会发生弯曲。而牛顿以来的科学家都认为光线是直线传播的。爱因斯坦认为，要解决观测与理论间的矛盾，只能假设太阳周围的空间是弯曲的，这样光线在其中通过时，其路径也弯曲起来。于是他提出了广义相对论，用弯曲空间来讨论万有引力的作用：
   每个有质量的物体周围都会出现时空的“弯曲”。这种弯曲就像在一层橡胶膜上放一颗铁球产生的凹陷一样。这时放在膜上的物体就要顺势滑向铁球。在现实中，太阳的质量也在其周围产生空间弯曲，行星在“弯曲”的空间里运动，看起来好像是绕着太阳转圈一样。想象一下在漏斗侧壁上滚动的小球，只要它的速度合适，就不会落入漏斗中。同样，包括地球在内的行星都以恰到好处的速度绕太阳转动，因此不会被太阳这个“引力漏斗”吸入。
      一颗普通的恒星太阳尚且能把时空弯曲到如此程度，更不必说体积甚小、质量更大的黑洞了。它在时空中产生的弯曲就像用一根针戳向橡皮膜造成的凹陷一样厉害。这时牛顿的万有引力定律已经派不上用场。
      你大概会认为这是一种想象出来的局面，但实际上并非如此。地球这颗行星是沿着椭圆路线绕着太阳运行的，正像一条船在呈曲面的大海上行驶一样。至于这条椭圆路线，牛顿是假设太阳和地球之间有一种引力来解释的，正是这种引力使地球保持在它的轨道上。
      不过，我们也可以从空间几何形态来考虑问题。我们不是通过观察空间本身——空间是看不见的——而是通过考察物体在这种空间里的运动方式，来确定这种空间的几何形态。如果空间是“平坦的”，各种物体就会走直线从这个空间中通过，如果空间是“弯曲的”，各种物体就会走出弯曲的路线来。
   一个具有确定质量和速度的物体，如果在离开其他物体都很远的地方运动，那么，它的路径真的可以说是一条直线。而当它越靠近另一个有质量的物体，它的路径就会变得越来越弯曲，显然，是质量把空间弯曲了。质量越大，离质量越近，空间弯曲的就越厉害。由此看来，万有引力只适用于描述空间弯曲程度较轻的情况，而广义相对论则适用于任何程度的弯曲空间。
   据科普中国，引力波以光速传播，它与物质的相互作用非常非常的弱，所以引力波可以给我们提供我们宇宙几乎无阻挡的图景，而这个几乎是无法利用我们熟知的电磁波来达到的。比如，利用引力波，我们可以看到宇宙的最早期，宇宙大爆炸之后的1.0E-36秒开始的宇宙形成过程，而对于电磁波而言，它最早只能看到大爆炸后的大约300，000之后的宇宙历史，在此之前，电磁波是不能给我们提供的。所以引力波是我们了解我们宇宙形成的最好工具。
   有文章分析称，毫无疑问的是，引力波的穿透能力比中微子还要强，它也许真能像科幻小说《三体》中描述的那样，被人类用于星际通讯领域。
   看三体就很痴迷引力波的概念，居然真的存在，证实引力波存在是划时代的，星际穿越和三体都把它作为宇宙通讯手段引力波是至今唯一能穿越和改变时空的光波。
   啊，这爱因斯坦是不是懂的知道的太多了啊？
   其实，能够穿越星际的，又岂止是引力波啊！还有人类的爱。