哦,引力波

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2017年10月16日,全球数十家科学机构联合宣布,从约1.3亿光年外,科学家们首次探测到壮丽的双中子星并合产生的引力波,及其光学对应体。

而在2015年,两个信号几乎同时被相隔几千公里的两台引力波探测器捕捉到了,这两个信号又经过4个多月的细致分析,最终被确定是引力波。人类也是在那一天第一次侦测到了引力波。

这个伟大的发现就算再过100年也一样会被科学界经常提及。

宇宙中最基本的四种相互作用:“引力相互作用,电磁相互作用,强相互作用和弱相互作用”。这四种相互作用,也被称为“自然界四力”或者“宇宙基本力”。

直到今天为止,宇宙中任何被观察到的,一切关于物质的物理现象,在物理学中都可借助这四种基本相互作用的机制,来进行描述和解释。

而这四种相互作用中,电磁力、强力、弱力这三种都在上世纪中期时就已经被探测并证明存在了,只有引力的作用一直存在于理论中,关于它存在的证据:引力波,却一直没有被发现。

从引力波难以测量就可以知道,拓展世界观的方法强烈依赖于观测,观测工具的发展就是人类文明推进的原动力。世界的广阔跟奇妙,今后都只会从当前我们用任何设备都测不到的那些细节中铺展开来。

对于爱因斯坦的《广义相对论》,可以用一种比较形象的方式来解释:时空的弯曲,或者说,是带质量的物体进行加速度运动而产生的波。

此次公布的引力波探测事件,是两个中子星合并时所释放的引力波。在距离地球1.3亿光年的长蛇座星系NGC4993中,两颗中子星彼此吸引着,越转越近,最终它们相互合体……

爱因斯坦是引力波理论的奠基人。之所以成为奠基人,是因为爱因斯坦用数学工具定量地描述了一个新事物,并且58年后就被验证理论是正确的。

其实,在爱因斯坦之前,拉普拉斯在1705年,赫维塞德(Oliver Heaviside)在1893年,数学家庞加莱在1905年都推导出引力波的存在,但直到1916年爱因斯坦花了整整两年的时间用数学工具定量的描述了引力波。

探测到引力波的最直接成果之一,就是使得广义相对论真正成为了完备验证的理论。

事实上,科学上每个伟大的壮举,都是在前人已经铺就的道路上又延伸出了一段的成就,没有前人足够多的铺垫,一个人再聪明,精力再旺盛,也是不可能独自开创一门学科分支的。

由此,我们看到,虽然不是每一个令人着迷、值得研究的东西都是可以量化的,并且基于数学能提出一个理论。但一旦可以,这个研究对象将变得比其它不可量化的事物更加可预测。

似乎冥冥之中自有天意,1915年爱因斯坦发表场方程,建立广义相对论,隔年他利用广义相对论预言引力波的存在,百年之后人类第一次直接探测到引力波,完备验证了广义相对论。

每个科学突破的背后,都有众多的偶然,科学突破可以诞生,是足够多的偶然积累在一起形成的大概率事件。

了解引力波,也许对于我们普通人并没有什么实质性的意义,但现代科学的发展早就远远超越了人类常识,去了解和学习这些理论和知识,也许对日常生活没有帮助,但是它能让我们更敬畏我们生活的这个世界,也让我们更敬畏自己。   

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