新引力波发现,引力波是什么?和我们有什么关系?

我要新鲜事2017-12-05 12:33:571阅

北京时间2017年10月16日22点，LIGO和Virgo两大科学合作组织联合宣布人类首次发现了双中子星并合引力波，这次探测到的引力波信号GW170817来自1.3亿光年外。多国都对这次引力波和其电磁对应体进行了观测，中国的慧眼HXMT望远镜做出了重要贡献。下面探秘志小编就为大家带来详细介绍。

这是人类第五次探测到引力波。然而科学界的兴奋之情甚至不亚于第一次探测到引力波时。因为与之前被探测到的四个引力波信号不同，这次探测到的引力波信号GW170817来自1.3亿光年外两颗并合的中子星，而且科学家第一次同时观测到了引力波及其电磁对应体，以及科学家预言的巨新星现象。

在距离地球1.3亿光年的长蛇座星系NGC4993中，两颗中子星互相绕转。在并合前约100秒时，它们相距400公里，每秒钟互相绕转12圈，并向外辐射引力波。它们越转越近，直至最终碰撞在一起，形成新的天体，并发出电磁辐射。中国科学家也全力参与其中，并且首次以确凿证据证实，中子星合并是宇宙中金、银、铂等元素的主要起源。

引力波是什么

引力波是1916年爱因斯坦建立广义相对论后的预言。极端天体物理过程中引力场急剧变化，产生时空扰动并向外传播，人们形象地称之为“时空涟漪”。2015年9月14日，LIGO首先发现双黑洞并合产生的引力波事件。2017诺贝尔物理学奖正是颁发给了首次发现引力波三位研究人员。

引力波和我们有什么关系

在前一天世界各地的天文台就联合声明称将发布重大消息，大家还以为是发现了外星人。对于普通人来说，引力波和我们没什么关系......对于天文学家和天文爱好者还是非常重要，进一步加深了对宇宙的认识，第一次直接观测到双子星合并引发短伽马射线爆等重要信息。

巨型黑洞是宇宙中质量最大的黑洞，它的质量最大可相当于140亿个太阳，而太阳的体积是地球的130万倍，质量为地球的33万倍。可以说地球还不够巨型黑洞“塞牙缝”的，但是黑洞可从来不“挑食”，宇宙中无论什么东西都逃脱不了它的引力，统统都被引入其中。今天探秘志小编就来为大家探索有关巨型黑洞的未解之谜。

巨型黑洞是怎样形成的

巨型黑洞是由质量较大的恒星能量耗尽后坍塌而形成的天体，它所能具有的最大质量约为10倍于太阳,但是,引力坍缩理论允许我们设想千倍、百万倍甚至几十亿倍太阳质量的黑洞。

科学家也已经证实了巨型黑洞的存在，甚至是双巨型黑洞的存在，巨型黑洞存在的意义是可以让科学家能够很好的研究宇宙的演变以及未来发展，并且可以证实很多理论上的东西。

巨型黑洞会吞噬地球吗

巨型黑洞吞噬星球视频

与别的天体相比，黑洞显得太特殊了。黑洞有“隐身术”，人们无法直接观察到它，连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想。那么，黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢?答案就是——弯曲的空间。我们都知道，光是沿直线传播的。这是一个最基本的常识。可是根据广义相对论，空间会在引力场作用下弯曲。这时候，光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播，但走的已经不是直线，而是曲线。形象地讲，好像光本来是要走直线的，只不过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向。

在地球上，由于引力场作用很小，这种弯曲是微乎其微的。而在黑洞周围，空间的这种变形非常大。这样，即使是被黑洞挡着的恒星发出的光，虽然有一部分会落入黑洞中消失，可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球。所以，我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一样，这就是黑洞的隐身术。但是会隐身术的黑洞会不会对地球造成威胁呢?

有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球，它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”，还同时看到它的侧面、甚至后背!“黑洞”无疑是本世纪最具有挑战性、也最让人激动的天文学说之一。许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着，新的理论也不断地提出。对于黑洞未来的发展趋势，专家猜测，其可能会对地球造成影响，也就是说黑洞极会吞噬地球。

世界之大，有很多的奥妙等着我们去探索，其中四维空间就是科学家探讨的问题之一。四维空间是科学家设想出的一个平衡空间，在这个四维空间里有一个永远处于运动状态的球，被称之为四维空间的生物就是鬼。

永远处于运动状态的球

很早前科学家曾经试图去描绘过四人空间，人们对于四维空间是否真实存在都有很大的疑问。科学家已经创造出一种四维空间中新形态的物质，时间晶体，它有一种我们从未在其他物质里见过的东西，有人说四维空间的生物就是鬼。

通常，物质在静止状态下是静止的，只有势能才会被引入动能。例如，一个静止的球充满“势能”，当它被推动时，能量就转化成了动能，实际上时间晶体在它们的“静止状态”或者“基态”下移动——这时原子的能量最低。就像一个永远处于运动状态的球，或者说它们总是不稳定的，能降到原子能级。它们是被创造出的第一个非平衡物质，规则晶体是原子在三维模式中的排列，叫做晶格。

它的模式是通过空间复制，而时间晶体通过时间和空间复制他们的模式。它们本质上是四维晶体，时间晶体的概念最初于2012年，由诺贝尔获得奖Frank Wilczek提出，他推测，有可能是假设性的问题，甚至可以在“基态”下周期性移动，四维空间的生物就是鬼。

从理论上来讲，时间晶体可以没有能量的应用，因为这将被设计为固有的不稳定，打破时间的对称性，导致原子一直处于永远运动的状态。一旦时间晶体的理论出现在太空中，研究者们就会专注与研究，这种新的物质的方法，这种方法可以打破时间对称性。

宇宙是浩瀚无边的，自古人类就对宇宙进行了各种幻想，随着载人航天技术和观测技术的发展，人类对宇宙了解的越多，了解的范围也越大。那么宇宙有多少星系呢?虽然现在人类连银河系的边界都难以触及，但是在宇宙中像银河系这样的星系也只是九牛一毛。或许在其他的星系中真的有外星人的存在，有比我们更先进的文明存在。今天探秘志就和大家一起来探索宇宙星系之谜。

人类已知星系为两万亿个

人类观测宇宙中星系的景象

根据哈勃太空望远镜的观测最新数据，天文学家认为宇宙中至少有2万亿个星系，这比之前预计的1000-2000亿个星系多了数十倍，并且平均每个星系中约有1亿颗星体，也就是我们俗称的星星。

之所以我们还没有看到这些星系，是因为它们非常小而暗淡，并且很遥远。而且还有许多星系在更远更暗，我们目前无法看见的地方。截至目前，宇宙中还有超过90%的星系有待研究，虽然宇宙有多少星系还难以确定，但人类已经看到了希望。

人类对宇宙中的90%星系仍一无所知，或许下一代的太空望远镜能让人类看得更远，进一步探索宇宙，到时说不定还能发现一些奇特的天体。

此前，天文学家都是根据哈勃深空场的图像来估计星系的数量。然而，哈勃深空场所能覆盖的面积和浩瀚宇宙相比，实在太过于渺小了，这使得宇宙星系的数量被低估了。要数清星星的数量，可不是仅仅把望远镜对准夜空、数一数有多少闪烁的光点那么简单，只有最明亮的恒星才能被望远镜监测到。

因此，科学家们会根据星系的质量进行判断，由于宇宙在不断扩张，星系之间的距离越来越大，因此来自其它星系的光线会出现轻微的“红移”现象，即波长变长了。但由于星系会旋转，星系的其中一部分与地球之间的距离实际上会缩小，因此一部分光线会出现“蓝移现象”。天文学家利用光线判断法，便能大概估算出星系旋转的速度，并以此算出星系的质量。

在这一过程中，科学家还需要减去暗物质的质量，它们会对其它物体产生引力，但不会反射任何光线。“在一个正常的星系中，如果你通过它的旋转路径来判断它的重量，其中其实有90%都是暗物质。”

而且每个星系中平均有1亿颗星星，再乘以星系的数量(约为2万亿)，最终的数字达到了10的20次方，数量及其庞大。

黑洞或许是宇宙中最神秘的现象，不论任何东西，只要靠近黑洞都会被其巨大引力吸收，消失的无影无踪。甚至有人提出假设巨型黑洞会吞噬地球吗？连太阳和银河会被黑洞给吸走吗？那么宇宙黑洞里是什么?为什么不能逃避它的引力?它就如同一个无底洞一般，贪婪的吸食着宇宙中的一切，黑洞里是什么样子的?今天探秘志小编就来带大家一起探秘黑洞未解之谜。

宇宙黑洞里是什么

黑洞是一类诡异之地，在这里我们所熟知的物理定律不再有效。爱因斯坦指出，黑洞的引力会弯曲时空，造成时空本身发生扭曲。因此如果有一个密度足够高的物体，时空将发生严重扭曲，以至于在这个物体周围的现实时空之中形成一个类似凹陷的区域，这就是黑洞，那宇宙黑洞里是什么?有两种说法：

1、扭曲时空的奇点

黑洞最外层的是它的事件边界，也就是光线恰好开始无法逃离的引力范围边界。在这一区域之外，光线还可以逃离，而一旦越过这一边界，任何逃离的努力都将是徒劳的。事件边界蕴含着巨大的能量。此处的量子效应会产生强大的高温粒子流并向外辐射，这就是所谓的“霍金辐射”。这是以英国著名天体物理学家霍金教授的名字命名的，因为是他最先预言了这种辐射效应的存在。只要给予足够的时间，这种霍金辐射将最终耗尽黑洞的所有质量并导致黑洞的最终消亡。