引力波到底是什么,如果是两黑洞碰撞形成的,他的这个波能走多远,经银河系会不会衰减?

泽霖是个小太阳? 2024-06-05 04:43:22
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引力波确实有些不太好理解。
对于电磁力及其产生的电磁场,我们都是熟悉的。电磁场在向外传播时,其强弱变化产生电磁波的波动(其实也是电磁场的强度变化),这也是我们能够比较容易理解的。引力波与其类似。
有质量的物体就能产生引力,这是牛顿说的,也是证明了的。爱因斯坦说,根本就没有引力,有的只是质量引起的空间的弯曲,物质在弯曲的空间中运动,就表现出引力的作用。那么也可以理解为,当弯曲的空间以光速向外传播时,其强弱变化就是引力波了。例如,向平静的水面扔一块石头,就会看到有波纹从石头入水处开始向外传递。
由于引力是自然界四种基本力中最弱的,所以像太阳这样质量的星球在时空中运动时,产生的时空波动就无法测量到。只有像中子星、黑洞这样的高密度、大质量天体高速运动时,其产生的时空“涟漪”才有可能被观察到。如果是两个中子星或黑洞碰撞合并,那一块巨石砸到水中,会在时空中掀起引力波的“滔天巨浪”(但与电磁场的强弱波动相比,仍然弱得可怜)。
就如水面的波纹会从波源(石块入水处)向外传递一样,引力波也会从波源(碰撞合并的中子星或黑洞)以光速向外传递,其表现形式与辐射类似。辐射的特点是,其强度的衰减与距离的平方成反比,与辐射源的距离增加一倍,强度会衰减为四分之一,但理论上,引力是长程力,所以引力波与电磁波等辐射一样,能够传播无限远。同样地,波的干涉、衍射、叠加效应等,引力波也统统都有。
引力波通过银河系时,由于对其中的天体形成引力扰动,相当于做功,所以会衰减,但不会消失。引力波与从一个源发出的电磁波一样,都不是平面波,而是从波源点呈球形向外扩散。把各种波都“画”或描述成平面波(如水波)的样子,只是为了更容易、更形象地理解它。正因为引力波是以球形向外扩散的,所以不管黑洞在哪里,迟早都会与引力波相遇,只是相遇时引力波的强度不同而已。 20210311
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