※ 本文為 MindOcean 轉寄自 ptt.cc 更新時間: 2020-07-09 17:22:53
看板 Gossiping
作者 標題 Re: [爆卦]白矮星系統觀測證明愛因斯坦等效原理正確
時間 Thu Jul 9 16:08:59 2020
在廣義相對論裡，重力波是時空的漣漪。當投擲石頭到池塘裡時，會在池塘表面產生漣漪
，從石頭入水的位置向外傳播。當帶質量物體呈加速度運動時，也會在時空產生漣漪，從
帶質量物體位置向外傳播，這時空的漣漪就是重力波。
帶質量物體位置向外傳播，這時空的漣漪就是重力波。
由於廣義相對論限制了重力交互作用的傳播速度為光速，因此兩個宇宙物體間萬有引力的
感應會產生重力波的現象，我們可以想像在平面上放置一顆重球移動後，造成平面的時空
扭曲波擴散出去要一段時間，之後才會對遠方的另一顆球產生影響。相反地說，牛頓重力
理論中的交互作用是以無限的速度傳播，所以在這一理論下並不存在重力波。
扭曲波擴散出去要一段時間，之後才會對遠方的另一顆球產生影響。相反地說，牛頓重力
理論中的交互作用是以無限的速度傳播，所以在這一理論下並不存在重力波。
由於重力波與物質彼此之間的交互作用非常微弱，重力波很不容易被傳播途中的物質所改
變，因此重力波是優良的資訊載體，使人類能夠觀測從宇宙深處傳來的寶貴資訊。重力波
天文學是觀測天文學的一門新興分支。重力波天文學利用重力波來收集對於劇烈天文事件
的重力波波源資訊，如白矮星、中子星與黑洞一類的星體所組成的聯星，超新星與大爆炸
天文學是觀測天文學的一門新興分支。重力波天文學利用重力波來收集對於劇烈天文事件
的重力波波源資訊，如白矮星、中子星與黑洞一類的星體所組成的聯星，超新星與大爆炸
也是劇烈天文事件的重力波波源。天文學家可以利用重力波觀測到超新星的核心，或者大
爆炸的最初幾分之一秒，利用電磁波是不足以觀測到這些重要天文事件的。
1916年，阿爾伯特· 愛因斯坦即根據廣義相對論預言了重力波的存在。1974年，拉塞爾·
赫爾斯和約瑟夫· 泰勒發現赫爾斯－泰勒脈衝雙星。這雙星系統在互相公轉時，由於不斷
散發重力波而失去能量，因此逐漸相互靠近，這現象為重力波的存在提供了第一個間接證
據。科學家也利用重力波探測器來觀測重力波現象，如簡稱LIGO的雷射干涉重力波天文台
。2016年2月11日，LIGO科學團隊與處女座干涉儀團隊共同宣布，人類於2015年9月14日首
據。科學家也利用重力波探測器來觀測重力波現象，如簡稱LIGO的雷射干涉重力波天文台
。2016年2月11日，LIGO科學團隊與處女座干涉儀團隊共同宣布，人類於2015年9月14日首
次直接觀察到重力波，其源自於雙黑洞合併。之後，又陸續多次觀察到重力波事件，例如
2017年8月17日首次探測到源自於雙中子星合併的重力波事件GW170817。除了LIGO以外，
另外還有幾所重力波天文台正在建造。2017年，萊納· 魏斯、巴里· 巴利許與基普· 索恩
2017年8月17日首次探測到源自於雙中子星合併的重力波事件GW170817。除了LIGO以外，
另外還有幾所重力波天文台正在建造。2017年，萊納· 魏斯、巴里· 巴利許與基普· 索恩
因成功觀察到重力波，而獲得諾貝爾物理學獎。
=概述=
愛因斯坦廣義相對論所描述的重力，是時空扭曲所產生的一種現象。質量可以導致這種扭
曲，質量越大所造成的時空扭曲也越大。當物質在時空中運動時，時空的扭曲也會跟著移
動。這些有加速度的物體運動時所產生的扭曲變化會以光速像波一樣向外傳播。這一傳播
現象就是重力波。
現象就是重力波。
當重力波通過遠處的觀測者時，觀測者會因為觀察到形變而發現時空被彎曲了–兩個自由
物體之間的距離會有節奏地波動，頻率與該重力波相同。然而，在這一過程中，這兩個自
由物體並沒有受力，座標位置也沒有變化；改變的，是時空座標本身的距離。在觀測者處
的重力波震幅和與波源間的距離呈反比。根據預測，螺旋形靠近的中子雙星系統由於質量
大、加速度高，因此在合併時會發射出強大的重力波，但因為距離尺度之大，此重力波到
由物體並沒有受力，座標位置也沒有變化；改變的，是時空座標本身的距離。在觀測者處
的重力波震幅和與波源間的距離呈反比。根據預測，螺旋形靠近的中子雙星系統由於質量
大、加速度高，因此在合併時會發射出強大的重力波，但因為距離尺度之大，此重力波到
達地球時已經低於波源處的10^(-20)倍。科學家不斷使用更靈敏的偵測儀來偵測這種極細
微的重力波存在。最為敏感的偵測器位於LIGO和VIRGO天文台，2012年時靈敏度為
5x10^(-22)。歐洲太空總署正在發展一座用來探測重力波的太空天文台，雷射干涉太空天
線，簡稱LISA。
重力波能夠穿透電磁波所無法穿透的空間，重力波能夠幫助了解黑洞合併或位於宇宙遠處
的各種天體。重力波可讓我們探索無法用光學望遠鏡和無線電望遠鏡等傳統方式觀測的天
體，因此重力波天文學使我們能夠用新的方式來了解宇宙的運行。宇宙學家還能夠利用重
力波來觀測宇宙最早期狀態。傳統的天文學方法無法用來直接觀測早期宇宙，因為在復合
之前，宇宙無法被電磁波所穿透。對重力波更精確的測量還能進一步驗證廣義相對論。
力波來觀測宇宙最早期狀態。傳統的天文學方法無法用來直接觀測早期宇宙，因為在復合
之前，宇宙無法被電磁波所穿透。對重力波更精確的測量還能進一步驗證廣義相對論。
重力波理論上可以任何頻率存在，但頻率極低的幾乎無法探測，而極高頻率也沒有可觀測
的已知波源。史蒂芬· 霍金和維爾納· 伊斯雷爾（Werner Israel）預測，可以被探測到
的重力波頻率在10^(-7) Hz和10^11 Hz之間。
的已知波源。史蒂芬· 霍金和維爾納· 伊斯雷爾（Werner Israel）預測，可以被探測到
的重力波頻率在10^(-7) Hz和10^11 Hz之間。
資料引用來源 https://zh.wikipedia.org/wiki/重力波_(相對論)
※ 引述《jackliao1990 (jack)》之銘言：
: https://www.aanda.org/articles/aa/abs/2020/06/aa38104-20/aa38104-20.html
: 曼徹斯特大學團隊透過觀察脈衝星的軌道運行，完成了有史以來最精確的大質量尺度相
: 對論等效原理驗證。
: 愛因斯坦的等效原理是廣義相對論最重要的基礎。弱等效原理是指觀測者不能在局部區
: 域內分辨出由加速度所產生的慣性力或由物體所產生的重力;強等效原理則是指在時空區
: 域一點內的重力場可用相應局域慣性參考系去描述，而狹義相對論在其局域慣性參考系
: 中完全成立。
: 伽利略的比薩斜塔自由落體實驗就是等效原理的證明。為了驗證行星尺度的等效原理，
: 科學家觀測編號為J0337+1715的脈衝星，該星與兩顆白矮星構成類似月亮-地球-太陽的
: 三星系統。該三星系統中的脈衝星和白矮星受到另一顆白矮星的引力所牽引，可類比為
: 向地球自由落體的兩塊質量不同的石頭。而質量不同的脈衝星和白矮星也和比薩斜塔實
: 驗一樣，以相同加速度運行，這證明等效原理正確。
: 研究小組表示:觀測得到的脈衝星的極端引力場與廣義相對論相差不到百萬分之1.8（95
: ％信心水準)。
:
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 219.100.37.244 (日本)
※ 文章代碼(AID): #1V1j2Tw4 (Gossiping)
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Gossiping/M.1594282141.A.E84.html
※ 編輯: irumina (219.100.37.244 日本), 07/09/2020 16:10:21
--
推 : 我很誠實 我看不懂1F 07/09 16:11
推 : 果然就是這樣2F 07/09 16:12
推 : 我就知道3F 07/09 16:12
推 : 跟我想得一樣4F 07/09 16:13
→ : 這就說得通了5F 07/09 16:14
→ : 不是大家都知道嗎？6F 07/09 16:15
推 : 早就知道了7F 07/09 16:15
推 : 超越當代的理論被證實真的有一股尊敬的感覺8F 07/09 16:15
推 : 我原本想幫大家翻譯的 結果你先ㄌ9F 07/09 16:15
推 : 我也這麼想10F 07/09 16:15
噓 : 請講白話，重力是什麼11F 07/09 16:16
推 : 把地吸引力當重力就好了.假使一個肥宅在地球是100公12F 07/09 16:20
→ : 斤,那在二倍地球重力的星球就是兩百公斤,重力加速度
→ : 也會改變不是9.8M/S^2
→ : 斤,那在二倍地球重力的星球就是兩百公斤,重力加速度
→ : 也會改變不是9.8M/S^2
推 : 講得不錯 但有一點要注意 就是沒考慮到黑龍波的影響15F 07/09 16:25
→ foolfighter …
→ : 米娜沒有想那麼多17F 07/09 16:27
推 : 牛頓物理還不會對得起你爸你媽和物理老師嗎!?18F 07/09 16:28
→ : 重力其實就是空間扭曲19F 07/09 16:29
→ : 有重力波表示時空是能傳遞波動的
→ : 物體質量造成空間扭曲產生時間差，時間差產生加速度
→ : 有重力波表示時空是能傳遞波動的
→ : 物體質量造成空間扭曲產生時間差，時間差產生加速度
推 : 重力太小就很難被觀測到,而且觀測儀器是怎麼製作我也22F 07/09 16:32
→ : 不知道
→ : 不知道
推 : 你有一段上色打反了，觀測天文學是天文學的一門分支24F 07/09 16:39
推 : ....... 不就把wiki複製貼上來而已嗎....25F 07/09 16:46
→ : 問神父的替身阿26F 07/09 17:05
噓 : 結果這篇沒有講等效原理都是重力波常識而已27F 07/09 17:07
--
※ 看板: Gossiping 文章推薦值: 2 目前人氣: 0 累積人氣: 283
回列表(←)
分享