在宇宙中“引力波”比光速快10000倍你相信吗?

我不信啊,因为科学家依据探测结果,证明引力波传播速度等于光速,这个“10000倍光速”的说法也不知道是哪个二院科学家信口胡诹的,我当然选择相信前者而不是后者。

爱因斯坦对于引力成因的解释比较完善,而且有些方面已经得到证实。他认为引力是时空弯曲导致的,就像在一层薄膜上的几个球,球的质量越大造成的凹陷越大,而同等质量下密度越大的物体和薄膜的作用面积越小,因此造成的凹陷越深。时空弯曲已经被证实,而且也被用于天文观测,科学家们可以利用恒星或者星系团引力导致的光线弯曲来“放大”观测遥远的天体或者天体系统,而中子星等天体的发现,也证实质量并不是决定引力大小的因素,而是引力,尽管中子星的直径只有十多公里到二三十公里,却可以吞噬体积更大质量更大的拌星 。

因为天体导致的时空弯曲,所以天体在运动时会拉动周围的空间一块弯曲,形成类似于水波浪的时空涟漪,也就是引力波,而这个是可以观测的。首次观测到的引力波的是美国的科学家,他们通过地面上建设的LIGO实现引力波的观测,该设备由两个干涉仪组成,每一个都带有两个4千米长的臂并组成L型,引力波传播时会引发时空动荡,虽然我们人很难以感受到,但是这样长度的干涉设备却可以捕捉到引力波,将其转化为可视化的信号,用于计算引力波的传播速度等参数。利用这台干涉仪,美国观测到了一些黑洞合并的事件。

一般天体引起的时空弯曲较小,又因为宇宙的广阔,所以很多天体事件导致的引力波很难观测,目前主要是能观测到中子星、黑洞那样质量、密度巨大的天体合并事件造成的时空涟漪。而且还可以辅助电磁波测量手段,来佐证引力波传播的速度,目前观测到的结果就是引力波传播速度等于光速。引力波其实就是引力,引力的传播速度也是光速。不同于从旋转物体边缘甩出去的物体会立马从旋转方向切线方向飞出,可是引力是时空弯曲造成,在某个天体消失后,时空弯曲也需要一定时间的恢复,在回复期间,外周的天体还能围绕中央天体旋转一会。

以往因为只能利用电磁波观测宇宙事件,可是由于黑洞等天体不发光或者光很暗淡,加上宇宙中物质层层叠叠,对电磁波信号有严重的干扰,因此难以观测,为了观测黑洞,世界上多台射电望远镜组还临时组成事件视界望远镜对某一个具体的黑洞事件进行同步观测,相当于制造了一台反射面积相当于地球的超大望远镜,因此在去年得以拍摄到黑洞视界外的景象。而引力波不同于电磁波,它可以无视空间中分布的物质,可以使我们观测到更为遥远的黑洞或者中子星合并事件。不过即便是最强的天体事件,造成的引力波也是比较微弱的,需要有精细的观测设备。

目前的观测结果就是引力波等于光速,这可不是推算得出的理论也不是假说,而是实实在在的观测结论,所以所谓的引力波速度是光速10000倍的说法不攻自破,在观测证据的支撑下,没有哪个科学家会胡说,所以这个说法不知道又是哪个二院科学家搞出来的。

这个问题下真的是汇聚了各路“大神”,引力波的速度就是光速,哪里来的比光速快10000倍的结论?

万有引力定律最早由牛顿提出,但是牛顿并没有从本质上对引力进行解释。从牛顿的万有引力定律出发可以推出来引力是超距作用的,这一点牛顿自己也表示怀疑。

什么是超距作用哪?
举一个简单例子:对于太阳和地球天体系统,如果太阳因外力瞬间消失,那么根据万有引力定律太阳的引力也就瞬间消失了,地球会立刻脱离原有轨道。

目前只有量子力学中的量子纠缠是超距作用,这个也被爱因斯坦称为鬼魅般的超距作用。这个速度是远超光速的。
爱因斯坦对于引力的解释
爱因斯坦在1916年提出广义相对论,并基于广义相对论预言了引力波的存在,这是广义相对论洛伦兹不变性的结果。广义相对论的核心就是时空弯曲,而引力只是时空弯曲的外在表现。 简单的理解就是:质量告诉时空如何弯曲,时空告诉质量如何运动。

这意味着天体的存在可以引起时空弯曲,如果天体加速运动那么就会产生时空涟漪,这种时空涟漪的传播速度为光速。也就是引力的相互作用是有速度的, 即使是太阳突然消失,时空弯曲会以光速消失,大约八分半钟之后地球才会脱轨。

引力波在前两年也已经被发现了,发现者获得了诺贝尔奖。发现者之一是霍金的好友,也是《星际穿越》的科学顾问索恩。

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据目前所知,引力波的速度并没有超光速。
这从理论和实践中都得到了证实。引力波是爱因斯坦于100多年前在广义相对论中预言存在的,并从引力场方程中推算出引力波的速度为光速。2016年和2017年人类两次探测到引力波,特别是2017年10月16日从1.3亿光年外首次探测到了双中子星并合产生的引力波,其速度为光速。

爱因斯坦认为带质量物体加速度运动就会产生引力波。实际上爱因斯坦并不喜欢“引力波”这个叫法,是个“波”不假,但严格说起来,它并不是“引力”的波动,它是时空变化的振荡传播,所以引力波被称为时空的涟漪。按照爱因斯坦广义相对论的说法,引力是时空弯曲的几何效应,“引力”和时空是有联系的,弯曲的时空就是引力场。所以从这个角度上看,引力的传播是弯曲时空自身的传播,而引力波是时空 变化 的传播,两者是有区别的,但它们的传播速度应该是一样的,即都是光速,而非10000倍光速。
既然引力波是时空变化的传播,下面我们就再从时空的特性方面加以分析。
我们知道所有物体的运动都是在时空中的运动,都是以时空为背景,运动速度等于路程除以时间,速度的大小是时空的度量。光的运动也不例外,光速再快也是在时空里的运动,跑不出时空。

时空具有相对性,光速的不变正是时空都具有相对性的体现,光和光速可以说是时空的本质属性,代表着时空自身的东西,因此任何物体的运动速度不会超过时空就不会超过光速,光速成为物体运动的最高速。引力和引力波也是与时空有关,因此它们的速度理论上也只能是光速,不可能是10000倍光速。
对引力波速度的一点质疑
上面已经讨论了,引力波既然是时空的涟漪,那它的速度必然与时空的特性有关,时空不但是弯曲不均匀的,而且还是膨胀的。不但是膨胀,还是超光速膨胀。那时空的膨胀是否能影响引力波的传播速度?是像光速一样一直不变?还是随着超光速膨胀的空间而自然超光速传播?还尚未可知。

根据哈勃定律中的哈勃常数可计算出星系相互之间超过多大距离,相互退行(空间膨胀)的速度就超过光速了。2018年最新的哈勃常数为73.52千米/秒·百万秒差距,即每相距326万光年,星系的退行速度就增加72.53千米/秒,用光速除以这个哈勃常数,很容易就算出大约距地132.9亿光年处,星系所在的空间膨胀速度就超过光速了。目前相对于地球来说,可观测宇宙的直径为930亿光年,即以地球为中心,半径为465亿光年的球形区域。

按照上面算法,在465亿光年的可观测宇宙边缘处的空间膨胀速度大约为3.5倍光速。也就是说即使引力波的速度跟随空间膨胀变化,它的速度也只是3.5倍光速。这当然是可观测宇宙大小范围内的,随着以后科学水平和观测水平的提高,可观测宇宙范围还会进一步扩大,当然有一些星系我们永远也不会看到,我们当前的理论除了量子力学,其他的包括相对论都是定域化的,即影响不到我们的东西可以认为它不存在。这样有科学家计算宇宙的真正大小为2250亿光年,

即使按这个尺寸算,引力波的速度也不会超过17倍光速,离着10000倍光速差的太远。

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