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科学家探测到引力波,引力波被发现(2)

2016-03-16 08:51 浏览 评论

根据现在已有的消息,造成此次探测到的引力波是两个分别为29倍太阳质量与36倍太阳质量的黑洞并和形成一个62倍太阳质量的黑洞所形成的。也许你会问,合并后的黑洞为什么损失了3个太阳质量?

  原来,在两个黑洞相互接近绕转的过程中,根据广义相对论的数学物理推导,这是一个随时间变化的四极矩,因此会不断朝外辐射引力波,而引力波的辐射会把两个黑洞之间的引力势能降低,所以两个黑洞的距离会变小。这是一个典型的正反馈过程,随着两个黑洞的距离变小,它们之间相互绕转的频率会变得更快,就好像是在舞池上的两个芭蕾舞演员,最后他们会抱在一起——这就是两个黑洞碰撞并合在了一起,这一过程会放出大量的引力波能量,损失的那3个太阳质量就是变成引力波辐射出去的。

 

科学家探测到引力波,引力波被发现

 

科学家探测到引力波,引力波被发现

 

  这一辐射的能量有多大,通过爱因斯坦的著名质能方程E=MC2计算可知,这相当于数以亿亿亿亿计的原子弹同时爆炸,其威力相当惊人,整个空间都在颤动。这一颤动也在13亿年后传到了地球——这就是目前LIGO探测到的引力波。

 

科学家探测到引力波,引力波被发现

 

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  引力波信号传递到地球以后,其在激光干涉仪的接受器上会形成一个电子信号,这个电子信号在模数转换后在终端电脑上表现为一个“引力波信号波形”。对这一波形的处理堪称技术性难题,而科学家需要从波形里读出很多信息:黑洞并合所花费的时间、并合后黑洞的质量、并合后黑洞的自转角动量、黑洞并合事发现场距离地球的距离。

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