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到底是引力波的速度快,还是光速快?
引言:爱因斯坦的预言终成现实,引力波被证存在。对于敏捷而又神奇的引力波,部分人可能心存疑惑,到底是它“跑”得快还是光子“跑”得快?对此,你有什么看法?
阿尔伯特·爱因斯坦是一位家喻户晓的科学家,他在许多领域都取得了不菲成就,被美国《时代周刊》评为“世纪伟人”。除创立狭义相对论与广义相对论以外,他还就光电效应以及光速限定原则进行了解释与说明。除此之外,他还预言了三大特殊事物,分别是引力波、黑洞和虫洞。
在爱因斯坦提出引力波、黑洞与虫洞之时,不少人对他嗤之以鼻,直言这些事物不可能存在。但科学与时间给了当时质疑爱因斯坦的人一记响亮耳光,如今,科学家已证实引力波与黑洞的存在,只剩虫洞还有待证明。从理论上来说,虫洞实为时空隧道,若能找到它并能穿过,或能穿越时空。而对于虫洞的高度不稳定性,部分书籍亦给出了解法,认为只需找到两块平行金属板作为支撑。
说完虫洞,接下来看黑洞。毫无疑问,黑洞也是一个非常神奇的事物。据说,黑洞周围引力极强,若在黑洞附近生存,时间接近静止,那儿的1年或相当于地球上100年。但是,黑洞好比是老虎的嘴巴,甚至,它比老虎嘴巴可怕数倍,毕竟它是一个吃东西不眨眼的“恶魔”,若出现在它附近,估计还未开始享受独特的缓慢时光便被黑洞吞下,需一开始就与黑洞内强大的引力作斗争。通常,人体难以战胜黑洞内部引力,最终结果很可能是被撕碎,成为黑洞的一部分。所以,想通过接近黑洞以实现永生是不现实的。
最后是引力波,引力波是一个名不副实的事物,它代表的并不是引力的波动情况而是时空的振动情况,所以,引力波还有另一个名字——“时空涟漪”。对于这一特殊事物,许多人或十分好奇,据说它的传播速度极快,那么它的速度是否超过了光速?
从理论角度来看,结合引力场方程等多个计算方程来看,引力波的速度等于光速而并未超越光速。另外,根据爱因斯坦提出的广义相对论,引力因时空弯曲而产生,那么便可将时空弯曲处近似看作引力场。如此,也可将引力的扩散与传播看成弯曲时空所发出的行为,那引力的扩散速度应等于光速而非大于。
为证这一结果,2017年时,科学家还特意观察并分析了距地球约1.3亿光年处发生的双中子星合并现象。从资料上来看,两中子星合并时产生了巨大引力波,它的运动速度并未超过光速。
除以上两个角度之外,我们还可从时空特性入手进行分析。众所周知,世间所有事物都在时空内运动,在时空背景下,所有事物的运动都遵循一个规律——“路程=速度*时间”。从事物性质的角度来看,时空并非绝对概念,它具有相对性,而“光速恒定”正是时空相对性的体现。由此,可将光看作时空的一部分,既然引力波是时空中的事物,那它的运动速度理应不超过时空本身。所以,引力波的速度不会超过光速。
引力波是一个颇为独特与神奇的事物,它具有重大意义或也具有广泛用途。与其费心纠结它的运动速度更快还是光速更快,倒不如将时间与精力放在引力波的开发与应用上,你觉得呢?
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