引力也会引起波动

我们周围存在着各种各样的波动过程,如水波,声波、无线电波等等。水波是由水分子的上下振动产生的;物体的振动产生声波;无线电波则是由电和磁的振动产生的。但是,万有引力波对于大家来说大概就非常陌生了。其原因是我们在日常生活无法感觉到它,而且现代仪器也没能检测到它。

万有引力波是爱因斯坦在 1916 年提出的。所谓万有引力波,就是在物体周围产生的空间弯曲以波动形式以光速传播的现象,它是由物体的质量振动产生的。爱因斯坦曾计算了一米长的棒以其中点为中心旋转时棒所产生的万有引力波的强度。一般说来,在物体作加速运动时会产生万有引力波,它的强度与物体的质量和加速度成正比。例如,绕太阳公转的地球及其它行星,还有月球和人造卫星都会产生万有引力波,不过,它们所产生的万有引力波的强度都极为微弱。

双星是一种强有力的引力波发生源。双星的两个星体相互靠得很近, 它们以惊人的速度围绕着共同重心旋转。如果双星是由两个中子星组成, 那么它们之间的距离将缩短到几十公里,只需花千分之几秒的时间就可旋转一圈。由于通过消耗自身的能量放出极大量的引力波。因此,在数秒钟之内就合二为一了。

放出万有引力波的中于双星

恒星与恒星,或星云与星云之间的大冲撞,也被看做是强有力的引力波发生源,另外,超新星爆发也是一个强大的引力波源。

无线电波是由电荷振荡产生的。反过来,电磁波也会引起电荷振荡。引力波也一样,它会使物体的密度发生振荡从而使物体产生振动。但是, 由于引力波强度极为微弱,要检测它自然极为困难。美国马里兰大学的韦伯教授建造了如下的引力波检测装置:一个重 1.5 吨的铝制圆筒悬挂在一

个很大的真空容器中,它长度为 3 米,直径为 2 米。当万有引力波碰到它时,就会产生微弱的振动。这个振动由卷在圆筒中间的石英压电晶体转换成电振动,然后再将这个电振动通过放大器放大而记录下来。据韦伯教授报道,他们从 1968 年 12 月 30 日到 1969 年 3 月 21 日长达 81 天的实验中, 观测到两次引力波的迹象。但物理学家们对他的结果提出了质疑。引力波是否存在,现在尚难作出定论,物理学家们正在努力寻找这种神秘的波动。