重力的长鞭：引力波问答

什么叫引力波?我们知道,物体都有引力,产生引力场。我们又知道,电磁场有电磁辐射,向外发射光子,形成光波、无线电波等。一个加速运动的电荷也会辐射电磁波。爱因斯坦在发表广义相对论以后不久,预言引力场具有波动性质的引力振荡,加速运动的质量(引力源)也辐射引力波。与电磁波具有能量一样,     

引力量子化的荆棘路

1916年，爱因斯坦基于物质的惯性质量与引力质量的等效性建立了广义相对论。广义相对论用时空的弯曲来解释引力的作用，但引力的真正传播载体是什么仍然是未知的。之后．爱因斯坦对引力场方程做了近似的线性化处理，得出一个重要的结论：引力如同电磁波一样．是靠引力波来传     

爱因斯坦的望远镜

天文望远镜可分为折射和反射望远镜，1609年，伽利略从荷兰听到望远镜的新技术，自行制造出折射望远镜。1668年，牛顿用凹面镜聚焦，设计出反射望远镜，解决透镜的色差问题。还有一种望远镜不用透镜和反射镜，也能搜寻宇宙天体，这个望远镜和爱因斯坦有关。爱因斯坦没有发明或制造望远镜，但根据广义相对论，我们利用时空的扭曲，可以达到望远镜的功能，观测几十亿光年远的天体。说穿了，爱因斯坦的望远镜是利用万有引力，观察非常遥远的星体，甚至可以“看到”没有电磁波的暗物质，堪称为引力望远镜。     

宇宙中最怪异的东西

引力波是根据爱因斯坦广义相对论预言的时空结构的变形。引力波以光速传播，但是引力波的强度很微弱，以至于科学家只能探测被强烈宇宙事件制造的引力波。     

零重态:飞行的超越

早先，科学家把自然力分成四种，即引力、电磁力、强核力和弱核力。但当代科学家却煞费苦心地想要找到一个统一理论，把这四种力解释为是统一力的不同方面，不过到目前为止还没有取得成功。引力至今还蒙着一层神秘的面纱，让人无法识其庐山真面目。量子力学认为引力是由引力子（据称是一种虚粒子，检测不到，但人们可以知道它的存在）携带的，太阳和地球之间的引力是这两个天体的粒子之间交换引力子的结果，于是地球就绕太阳公转起来。经典物理学家则认为引力是一种实际存在，是一种叫引力波的东西构成的，但直到现在它还没有被观测到过。无…     

宇宙探索100问

什么叫引力时间膨胀? 引力时间膨胀就是引力红移。 我们知道,原子中的电子,以极其准确的频率绕着原子核旋转,一个原子就是一只非常简单的钟。引力场使原子中的电子振荡频率变慢,就是钟摆的摆动变慢,也就是时间膨胀了。 其实,早在广义相对论问世的1911年,爱因斯坦就认识到,引力场越强,钟走得越慢;同样的钟,离大质量天体越近,走得越慢。后来,爱因斯坦在广义相对论中得出的整体结论,叫做“引力时间膨胀”。     

从空间飞行器入射进电离层的调制电子束产生的高频波辐射

在主动束-等离子体试验中,调制电子束从空间飞行器入射进电离层等离子体将会产生电磁波辐射,在不同试验条件下电磁波辐射机理也不一样,由电子束纵向约束性产生电磁波辐射是其中之一.对半无界稀薄调制电子束从空间飞行器入射进电离层等离子体时所产生的波现象进行了理论分析和数值计算.结果表明,当调制电子束沿磁力线入射时,会在电离层等离子体中产生高频电磁波辐射,该辐射主要集中在垂直于入射电子束运动方向的平面内.      

现实不似你所见

正副标题:量子引力之旅出版社:湖南科学技术出版社出品方:博集天卷出版年:2017-11世界的基本组成部分是什么?时间和空间真的存在吗?现实的本质是什么?现象级科普畅销书《七堂极简物理课》的作者、意大利理论物理学家卡洛·罗韦利将在这本书中,以优雅易懂的方式带我们踏上这场探索现实之旅——从德谟克利特到爱因斯坦,从电磁理论的建立到引力波的发现,从经典物理到量子引力,目睹现实的概念如何随时间变迁,探究今天的物理学家如何理解宇宙的结构。     

众眼看宇宙

<正>超大质量黑洞的自旋黑洞是爱因斯坦广义相对论预言的一种天体。这幅图片是一位艺术家所作,为我们展示了一个快速旋转的黑洞,它周围的吸积盘以及中心产生的喷流。从物理常识中,我们知道一个物体的运动速度过快,便会由于离心运动而四分五裂,但是黑洞却不会。虽然目前我们对它的最大自旋速度依然一无所知,但是理论物理学家预测,一个物体掉进快速旋转黑洞的时候,物质会以     

欧洲成功发射“激光干涉仪空间天线探路者”探测器

<正>1引言2015年12月3日,欧洲航天局(ESA)的"激光干涉仪空间天线探路者"(LISA Pathfinder,以下简称"探路者")探测器由"织女星"(Vega)运载火箭发射升空,该探测器将测试空间引力波探测所需的技术。引力波的概念源于爱因斯坦的广义相对论,其中一项重要的预言就是存在引力波。引力波是物质运动或物质体系的质量分布发生变化时产生的一种     

引力陷阱中潜藏着行星杀手？

它们是被引力遗忘的角落。在那里，来自其他天体的引力会互相抵消，因此可以俘获住任何掉入其中的物体。这些引力陷阱也位于地球的轨道之上，一个在地球的前方，另一个则在地球的后方。天文学家将它们称为“拉格朗日点”，简写成L4和L5。你可以把它们想象成粘鼠板。     

太空中的绿色动力太阳帆

太阳光传送光和热，照到人身上，人会感到暖洋洋的，但从来也没有人感觉到太阳光有压力。实际上，太阳光是有压力的，因为光具有两重性，既是电磁波，又是粒子——光子。光线实际上是光子流，当光子流受到物体阻挡时，光子就撞到该物体上，就像空气分子撞到物体上一样，它的动能就转化成对物体的压力。     

宇宙探索100问

宇宙也有逃逸速度吗?各种天体都有它的逃逸速度,就是其表面上的物体摆脱其引力束缚而逃离它所需要的运动速度。我们知道,地球的逃逸速度为11.2千米/秒。太阳的逃逸速度为620千米/秒,黑洞的逃逸速度达30万千米/秒。一般认为宇宙没有边界,说宇宙中的物质逃离到别的地方去这样的问     

宇宙诞生的瞬间究竟发生了什么？

2014年3月17日，新华社发出一条醒目的报道。称美国航空航天局设在南极的BICEP2望远镜找到了理论所预言的、宇宙大爆炸在宇宙微波背景上留下的痕迹（指引力波）。按现今流行的宇宙大爆炸理论，在宇宙刚出生的10弘秒发生了暴胀，到10“秒时，宇宙空间瞬间扩大了10拍倍。理论家说。在暴胀结束时必将产生引力波，这是一种空间的波纹，也是爱因斯坦广义相对论的一个重要预言。光子碰到引力波时将产生偏振。而BICEP2望远镜探测到的，正是这一偏振的图谱。     

宇宙探索——十九、暗能最的幽灵

爱因斯坦的失策 幽灵般的暗能量，曾经造成爱因斯坦的双重失策这到底是怎么回事，让我们从头说起。 1915年，爱因斯坦完成了包含了引力的相对论——广义相对论，这是关于空间、时间和物运动之间相互关系的理论。爱因斯坦把它们之间的复杂关系高度浓缩在个简单的公式（即引力场方程）中，公式两边的含义是，物质使时空弯曲，弯曲时空告诉物质如何运动。     

神秘的黑洞

黑洞是宇宙中一种非常奇特的天体。它那巨大的引力如饥似渴地不断吞噬宇宙物质，它的引力是如此之大，以至连宇宙中速度最快的光，也像孙悟空逃脱不了如来佛的手掌心那样，逃离不了黑洞。而且，它还穿着隐身衣，谁也看不见它，即使你用强光照射，用雷达探测，仍然探寻不到它的踪迹。科学家们把这种奇异天体比喻为宇宙中的“怪兽”。 　　其实黑洞并不是洞，不是深不见底的空洞，而是比铁、比铝要沉重得多的物质。那么为什么称之为黑洞呢 ?黑洞为什么会有如此神奇的魔力呢 ?这需要从引力谈起。我们都知道，即使是世界跳高冠军，也不可能一蹦…     

引力理论发展的新契机

牛顿的划时代巨著《论自然哲学的数学原理》中曾记载了牛顿对万有引力的一段评述：迄今为止，我只是用引力解释月球绕地球的运动及潮汐现象，引力的本质是什么尚未可知，引力是客观存在的，这就足够了。在牛顿谢世之后的三个多世纪中，人类从没有停止对引力理论及引力本质的探索。２０世纪２０年代，爱因斯坦基于物质的引力质量与惯性质量的等效性，建立了文广义相对论，使人类对引力理论的发展迈入了一个新高度。但是，广义相对论对引力的描述仍然是“惟象”的，即引力是由于空间的弯曲造成的。但空间的弯曲为什么会形成引力及引力传播的载…     

寻找“时空原子”

爱因斯坦的广义相对论说，宇宙源自奇点大爆炸。但这理论并不具备完善的时空量子结构，因此，我们无从得知物质紧密汇聚的极限与引力强度的范围。物理学家需要一套新的量子引力理论，才能明了究竟发生了什么事情。     

宇宙探索100问

45 能以超光速宇宙航行吗? 人造地球卫星拍摄的地球照片 根据爱因斯坦相对论的质能等价原理,运动物体的动能使物体的质量增大。在宇宙飞船的速度达到光速时,它的质量会变得无限大,因此,不可能有足够的能量使它再增加速度。 但是,根据爱因斯坦相对论引力使时空弯曲的理论,超光速宇宙航行又是可能的。因为在弯曲时空中有虫洞连接着相距遥远的各个宇宙区域,如果弯曲时空像一张因弯曲而两端靠近的纸,通过连接两端的虫洞,瞬间就可到达本来是相距遥远的宇宙另一端,这自然是超     

宇宙交响乐

各位是否也曾经仰天赞叹星空的灿烂?我们所能看见,叹为观止的,其实只是宇宙乐章的一小部分。大家都知道,电磁波谱是由不同波长的电磁波组成,当中包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。人类肉眼就只能观察到可见光部分罢了。红外线篇红外线通常可分为三部分:近