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引力波和重力波还没分清楚?进来看看不吃亏

2018.07.07

今天看到头条一篇科普文章,介绍了美国的'重力波'探测器如何观测两颗中子星合并,文章写了好多,尽管作者也很尽心,但却容易误导读者,因为“重力波”和“引力波”是两个完全不同的概念,下面小编就介绍一下。

引力波

引力波,英文:gravitational wave,属于天体物理学领域,是广义相对论的一个现象,台湾学界称为重力波,英文中有时也写作 gravity wave;但更多场合中,gravity wave是代表重力波(后面还要专题讲解)。

​关于万有引力的本质是什么,牛顿认为是一种即时超距作用,不需要传递的“信使”。爱因斯坦则认为是一种跟电磁波一样的波动,称为引力波。引力波是时空曲率的扰动以行进波的形式向外传递。引力辐射是另外一种称呼,指的是这些引力波从星体星系中辐射出来的现象。电荷被加速时会发出电磁辐射,同样有质量的物体被加速时就会发出引力辐射,这是广义相对论的一项重要预言。

各种各样的引力波探测器正在建造或者运行当中,比如 advanced LIGO(aLIGO)从2015年9月份开始运行观测。可能的引力波探测源包括致密双星系统(白矮星,中子星和黑洞)。

在2016年2月11日,LIGO科学合作组织和Virgo合作团队宣布他们已经利用高级LIGO探测器,已经首次探测到了来自于双黑洞合并的引力波信号。

目前,我国主要有三个大型引力波探测项目,一个是由中科院胡文瑞院士和吴岳良院士作为首席科学家的太极计划,它非常类似于欧洲eLISA计划。

另外一个太空计划是由中山大学罗俊院士领衔的“天琴计划”,相比较太极,它将位于地球之上的10万公里轨道处,三个卫星的间距也是大约在10万公里之上。

位于西藏的阿里高原实验室,用以进行引力波研究探测

第三个是由中科院高能物理研究所主导的“阿里实验计划”,阿里实验计划是在计划在我国西藏的阿里地区放置一个小型但具有大视场的射电望远镜,从地面上聆听原初引力波的音符。这些项目现在预研阶段。

引力波研究的意义主要在于:1、广义相对论以时空几何来描述引力引力波的发现,代表了人类直接探测到了时空几何的动态扭曲。 2、作为恒星演化的末态,黑洞是天文学中的一种重要物体。引力波让我们详细观测到了其附近时空几何的强烈弯曲和震荡。 3、进一步的引力波观测,让我们以全新的方式精确的检验广义相对论,也开启了观察宇宙的新视窗。 4、LIGO等引力波探测实验本身,代表了精密测量科学取得了重大进步。

重力波

重力波,英文名:gravity wave,属于流体力学领域,是在液体介质内或两种介质界面间(例如大气与海洋间)的一种波,其恢复力来自于重力或浮力。

当一小团液体离开液面(界面类型)或者在液体中到了一个液体密度不同之区域(液体内类型),透过重力作用,这团液体会以波动形式在平衡态之间摆荡。在液体介质内的类型又称为内波,在两界面间的类型又称为表面重力波表面波

​天空飘来一朵涟漪状的云层,它给人的感觉像是海浪、沙漠、或是梯田。实际上,它是一种被称为“重力波云”的云层结构。

重力波云是自然界中罕见的现象,与极光、赤潮、旋转火焰、冰圈、雷暴、乳状云、冰锥群等合称九大自然界“神迹”。 这么美丽云层是怎么做到的呢?顾名思义,这种云层是由于重力波动所导致的。

地球大气结构中有这么一个区域:空气在垂直方向上的对流速度很小,平行于地表方向的流动速度很大,这个区域也被称作大气平流层,我们的飞机就是在这一层次上活动。平流层下方是对流层,和平流层不一样,对流层上垂直方向的扰动很大。

简单来说,就是在稳定存在的云层中,一股上升的气流突然进入会引起一阵扰动,然而由于重力的存在,重力会作为回复力去平衡这种扰动,由此,形成了在垂直方向上的波动,也就是重力波。波动改变了云层的动态曲线,从而诞生了这一印有重力波摆动足迹的云层画卷。这种波动通常会在遇到上升气流或者是雷暴天气中形成,这也解释了为什么层峦叠嶂总能出现在重力波云层的映衬下。

重力波在全球气象学、气候学和中间层和平流层动力学中扮演重要角色,它也是中高层大气最重要的动力学过程之一。

共同点

这两种波是在两个领域的不同现象,二者完全不在一个时空尺度,也不在一个理论框架之内,如果非要找共同点,那也能找到:

1.二者英文非常相似,而且很容易弄错,一个是引力波(gravitational wave),一个是重力波gravity wave)。

2.还有一个共同点就是他们都有引力的参与。

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来自:xrz123  > 杂项
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