引力波是不是电磁波？它有什么用？能用来发电吗？

100次浏览发布时间：2023-04-12 21:33:27

爱因斯坦在广义相对论中预测了引力波的存在，这一推测一直为人津津乐道。

如果引力波真的存在（实际上2016年就已经发现了引力波），那就意味作为引力波传递媒介的真空可以自行振荡和移动。自爱因斯坦1917年的预测以来，科学家们为了探索引力波做了许多研究。

尽管有间接证据证明引力波的存在，科学家们未能找到可以证明的直接证据（注意：2016年已经发现引力波）。相较于机械振动，引力波既是振动，也是空间变形。

引力波的强度要远远小于电磁波，重力场粗略系数大约是10^-38 ，耦合系数为10^-40 ，所以对引力波的探测也是难上加难。

引力波的实验证据

关于引力波的主要问题在于研究引力波是如何产生的。我们可以通过简单的技术和工具制造出电磁波，比如使用无线电广播发射器，但由于引力波强度太低，人类无法制造出可检测到的引力波。人类目前的科技水平还无法依靠庞大的机器制造引力波。

每个星系，或者说星系中心是引力波的一个重要来源，通常是物质大量湮灭处，或者位于星系中心、吸入周围物质的大型黑洞处。

双中子星或者双黑洞则是引力波的另一个来源。这点比较好解释。引力波跟其它的辐射一样会携带能量。在双星系统中，恒星循转的轨道频率达到了两倍，一部分的能量便会以引力波的形式发散出去。

这会逐渐改变双星系统的轨道，使两颗恒星愈发靠近，我们的确可以测量到这种现象。对于普通行星、甚至恒星而言，这样的影响却是微乎其微。举例来说，木星-太阳系统中的引力波总量仅有400瓦！但是，在由中子星或者黑洞组成的双星系中，引力波不仅影响巨大，而且强大到可被探测。

1993年诺贝尔物理学获奖者、天体物理学家约翰·泰勒的著名实验首次向我们提供了最间接的证据证明引力波的存在。

泰勒仔细观测过双脉冲星（体积小，但密度极大）后发现双星系统速度降低的估计值与实际测量值高度一致，指出引力波是唯一可能的因素，从而证明引力波的存在。

但是，哥伦比亚大学的一队天文学家们报告称，对于该主题的研究可能会更加简单。《每日科学》于2015年9月24日发表了一篇来自天文学家佐尔坦·海曼（Zoltan Haiman）的报告，海曼发现位于座的两个黑洞将爆发生强烈撞击。

海曼解释说，两个黑洞的运行轨迹处于类星体PG1302-102中，距离地球约350万光年，两个黑洞之间仅距离1～2个光秒。预计两者将在100万年之内发生撞击，估计撞击威力相当于1亿个超新星。

根据加州帕萨迪纳研究所（California Institute of Pasadena）的研究人员称，如此程度的撞击威力能够摧毁一整个星系。

撞击发生的时间在遥远的未来，我们也无法在有限的生命中见证，但天文学家们在此次发现中收获良多，有望在接下来的十几年中寻找到类似的双黑洞系统，尽最大努力探索引力波的谜团，并找到直接证据证明引力波的存在（需要读者注意的是引力波2016年就发现了）。

哥伦比亚大学的丹尼尔·道拉奇奥（Daniel D’Orazio）说：“引力波的成功探测有利于帮助我们探索万有引力的谜团，在宇宙最极端的环境中测试爱因斯坦的理论。”

将近一个世纪之前，爱因斯坦就提出了广义相对论，未来的十几年中，我们对于万有引力的认知可能将进入下一个阶段。

引力波是不是电磁波 ？它有什么用？能用来发电吗？