在爱因斯坦的理论中,万有引力成了弯曲时空的效应。而如果我们从一个固定的时空出发,考虑时空对这个固定时空微小的偏离,爱因斯坦理论中出现了类似光子的东西,就是引力波。
引力波是爱因斯坦广义相对论的预言。引力波的存在说明引力传播速度也是有限的,在爱因斯坦理论里面就等于光速。自从希格斯粒子现身之后,引力波是现代物理学预言中唯一还没有被证实的预言,虽然存在间接的证据。
万有引力无所不在,可为什么引力波难以探测?唯一的理由,还是万有引力作用太微弱了。静态万有引力已经足够微弱了,只有当质量积累到形成如月亮和地球这么巨大的天体时,我们才会感到万有引力的存在,而引力波就更加微弱。
一个振荡的电荷会产生电磁波,两个天体互相绕着运动能够成为引力波的来源。事实上,引力波就是这么被间接发现的。两个中子星互相绕着转动,辐射引力波导致中子星损失能量,之间的距离变小,转动的周期变小,这个间接观测完全符合爱因斯坦的理论,天文学家泰勒和赫尔斯因为这个观测,共同获得了1993年的诺贝尔物理学奖。
在宇宙中,超新星爆发,黑洞形成,一颗恒星掉入黑洞,都会产生引力波,而且比较强。虽然泰勒和赫尔斯在1974年就间接地观测到了引力波,但由于引力波非常微弱,直到今天,科学家都还没有能够直接探测到引力波。人类有望在2016至2017年探测到引力波。
宇宙之死
在永远的膨胀中,所有的星系将相互远离……恒星将相继熄灭……宇宙将变成一座空旷的坟墓,所有的文明和所有的记忆都将被永远埋葬在这座无边无际的坟墓中,一切都永远死去。——《三体》
在谈到宇宙的未来之前,我们首先应了解宇宙现在的状态。其实,我们不需要知道太多,只需要弄清楚两个重要的问题:
第一个问题:宇宙的膨胀程度如何?是加速还是在减速?
第二个问题:宇宙中的能量组分都有什么?
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