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到底是引力波的速度快,還是光速快?
引言:愛因斯坦的預言終成現實,引力波被證存在。對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”得快還是光子“跑”得快?對此,你有什么看法?
阿爾伯特·愛因斯坦是一位家喻戶曉的科學家,他在許多領域都取得了不菲成就,被美國《時代周刊》評為“世紀偉人”。除創(chuàng)立狹義相對論與廣義相對論以外,他還就光電效應以及光速限定原則進行了解釋與說明。除此之外,他還預言了三大特殊事物,分別是引力波、黑洞和蟲洞。
在愛因斯坦提出引力波、黑洞與蟲洞之時,不少人對他嗤之以鼻,直言這些事物不可能存在。但科學與時間給了當時質疑愛因斯坦的人一記響亮耳光,如今,科學家已證實引力波與黑洞的存在,只剩蟲洞還有待證明。從理論上來說,蟲洞實為時空隧道,若能找到它并能穿過,或能穿越時空。而對于蟲洞的高度不穩(wěn)定性,部分書籍亦給出了解法,認為只需找到兩塊平行金屬板作為支撐。
說完蟲洞,接下來看黑洞。毫無疑問,黑洞也是一個非常神奇的事物。據說,黑洞周圍引力極強,若在黑洞附近生存,時間接近靜止,那兒的1年或相當于地球上100年。但是,黑洞好比是老虎的嘴巴,甚至,它比老虎嘴巴可怕數倍,畢竟它是一個吃東西不眨眼的“惡魔”,若出現在它附近,估計還未開始享受獨特的緩慢時光便被黑洞吞下,需一開始就與黑洞內強大的引力作斗爭。通常,人體難以戰(zhàn)勝黑洞內部引力,最終結果很可能是被撕碎,成為黑洞的一部分。所以,想通過接近黑洞以實現永生是不現實的。
最后是引力波,引力波是一個名不副實的事物,它代表的并不是引力的波動情況而是時空的振動情況,所以,引力波還有另一個名字——“時空漣漪”。對于這一特殊事物,許多人或十分好奇,據說它的傳播速度極快,那么它的速度是否超過了光速?
從理論角度來看,結合引力場方程等多個計算方程來看,引力波的速度等于光速而并未超越光速。另外,根據愛因斯坦提出的廣義相對論,引力因時空彎曲而產生,那么便可將時空彎曲處近似看作引力場。如此,也可將引力的擴散與傳播看成彎曲時空所發(fā)出的行為,那引力的擴散速度應等于光速而非大于。
為證這一結果,2017年時,科學家還特意觀察并分析了距地球約1.3億光年處發(fā)生的雙中子星合并現象。從資料上來看,兩中子星合并時產生了巨大引力波,它的運動速度并未超過光速。
除以上兩個角度之外,我們還可從時空特性入手進行分析。眾所周知,世間所有事物都在時空內運動,在時空背景下,所有事物的運動都遵循一個規(guī)律——“路程=速度*時間”。從事物性質的角度來看,時空并非絕對概念,它具有相對性,而“光速恒定”正是時空相對性的體現。由此,可將光看作時空的一部分,既然引力波是時空中的事物,那它的運動速度理應不超過時空本身。所以,引力波的速度不會超過光速。
引力波是一個頗為獨特與神奇的事物,它具有重大意義或也具有廣泛用途。與其費心糾結它的運動速度更快還是光速更快,倒不如將時間與精力放在引力波的開發(fā)與應用上,你覺得呢?
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