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引力波I(第1页)

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4侦测办法

虽然引力辐射并未被清清楚楚地“直接”

测到,然而已有显著的“间接”

证据支持它的存在。

最著名的是对于脉冲星(或称波霎)双星系统PSR191316的观测。

这系统被认为具有两颗中子星,以极其紧密而快速的模式互相环绕对方。

其并且呈现了渐进式的旋近in-spiral,旋近时率恰好是广义相对论所预期的值。

对于这样的观测,最简单(也几乎是广为接受)的解释为:广义相对论一定是对这种系统的重力辐射给出了准确的说明才得以如此。

泰勒和赫尔斯因为这些成就共同

引力波获得了1993年的诺贝尔物理学奖。

1959年,美国马里兰大学教授韦伯发表了证实引力波存在的消息,这引起了世界物理学界一阵狂热的激动。

事情是这样的,韦伯等人制造了6台引力波检验器,分别放在不同地点进行长期的检波记载。

结果发现在各台检波器上都记录到一种相同的、不规则的“扰动”

,并证明它并不是由声学振动、地震、电磁干扰或宇宙线干扰等引起的,因此,他们认为“不能排除这就是引力波”

。

之后,许多国家的科学家采用各种方法企图证实宇宙深处的同样“来客”

,但终未得到肯定的结果,于是激动之余,人们便只能叹息罢了。

射电天文学的蓬勃发展为物理学家们新的探测途径。

射电望远镜的探测本领比光学望远镜强得多,美国天文物理学家泰勒等人在1974年,靠着射电望远镜发现了一个双星体系——脉冲射电源(PSR191316)。

按照广义相对论计算,双星互相绕转发出引力辐射,它们的轨道周期就会因此而变短,(PSR191316)的变化率为-2.6*10^-12。

而在1980年,他们也是采用精密的射电仪器,由实验行到观察值为-(3.2±0.01×10^-12,与理论计算值在误差范围内正好符合。

这可以说是引力波的第一个定量证据。

上述消息传开,引起物理学界的极大震动。

科学家们信心倍增,为欢迎引力辐射这位宇宙“娇客”

将开展更为广泛的探索研究。

因为对引力波的探测不仅可以进一步验证广义相对论的正确性,而且将为人类展现出一幅全新的物质世界图景,茫茫宇宙,只要有物质,到处有引力辐射。

5测量工具

LIGO和GEO600是用来测量引力波即时空结构中的波动的工具。

引力波非常难以测量,因为当他们到达地球的时候已经变得非常弱了。

LIGO和GEO600通过测量两条激光束相遇的时候所形成的干涉图样的变化来探测引力波。

这些图样依赖于激光束的传播距离,当引力波穿过时激光束的传播距离会相应变化。

这种称之为激光干涉计的探测器的灵敏度,是与激光传播的距离成比例的。

因为探测器需要寻找的是很微弱的信号,所以需要LIGO和GEO的尺寸相当大。

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