引力波报告-物理课件PPT
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LIGO引力波测量原理优质PPT课件
3、产生严重的相干噪声。
LIGO尖端技术
激光器
LIGO用于测量的激光器是史 上在该波段最稳定的激光器 (δP/P<10^-7) 。共采用4级 装置最后获得稳定的功率为 200W，波长为1064nm的激 光。
? Step1:由半导体激光器产
生波长为808nm，功率 约为4W的近红外激光。
Step4:激光经高能振荡 器放大并整形，最后输 出波长为1064nm，功 率为200W的激光。
激光干涉引力波天文台 (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, LIGO)
1991年，麻省理工学院与加州理工学院 在美国国家科学基金会（NSF）的资助 下，开始联合建设LIGO。
1999年11月建成，耗资3.65亿美元。 2005年-2007年，LIGO进行升级改造，
事件类型
双星系统
黑洞形成前
高速旋转的中子星（脉冲星）、 致密天体被黑洞俘获
黑洞合并、大质量恒星遗骸合并
超新星爆发(迄今为止人类观察到 的最强引力波爆发)
到达地球的引力波无量纲振幅h 10^-34 10^-31
10^-27~10^-26
10^-21~10^-20 10^-16~10^-17
引力波频率极低；
该双星的两子星的最大距离只有 10^9m的量级(约一个太阳半径),其 中一个子星为脉冲星，这一条件
刚好能符合之前的条件。
引力波探测难点
引力波的振幅极小
• 引力波与物质作用时引起的尺度变化极小。以LIGO激光 干涉法为例，LIGO的光路长度为1120km，此次探测到 的引力波无量纲振幅h≈10^-21，依据公式ΔL=Lh，引力 波在经过LIGO探测器时引起的尺度变化约为10^-18m数 量级，这一尺寸只有质子直径(10^-15m)的千分之一。
LIGO尖端技术
激光器
LIGO用于测量的激光器是史 上在该波段最稳定的激光器 (δP/P<10^-7) 。共采用4级 装置最后获得稳定的功率为 200W，波长为1064nm的激 光。
? Step1:由半导体激光器产
生波长为808nm，功率 约为4W的近红外激光。
Step4:激光经高能振荡 器放大并整形，最后输 出波长为1064nm，功 率为200W的激光。
激光干涉引力波天文台 (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, LIGO)
1991年，麻省理工学院与加州理工学院 在美国国家科学基金会（NSF）的资助 下，开始联合建设LIGO。
1999年11月建成，耗资3.65亿美元。 2005年-2007年，LIGO进行升级改造，
事件类型
双星系统
黑洞形成前
高速旋转的中子星（脉冲星）、 致密天体被黑洞俘获
黑洞合并、大质量恒星遗骸合并
超新星爆发(迄今为止人类观察到 的最强引力波爆发)
到达地球的引力波无量纲振幅h 10^-34 10^-31
10^-27~10^-26
10^-21~10^-20 10^-16~10^-17
引力波频率极低；
该双星的两子星的最大距离只有 10^9m的量级(约一个太阳半径),其 中一个子星为脉冲星，这一条件
刚好能符合之前的条件。
引力波探测难点
引力波的振幅极小
• 引力波与物质作用时引起的尺度变化极小。以LIGO激光 干涉法为例，LIGO的光路长度为1120km，此次探测到 的引力波无量纲振幅h≈10^-21，依据公式ΔL=Lh，引力 波在经过LIGO探测器时引起的尺度变化约为10^-18m数 量级，这一尺寸只有质子直径(10^-15m)的千分之一。
引力波
激光干涉引力波观测台
激光干涉引力波天文台，缩写为LIGO。是美国分别在路易斯 安那州的列文斯顿和华盛顿州的汉福德建造的两个引力波探 测器。
引力波是爱因斯坦广义相对论所预言的一种以光速传播的
时空波动。通常引力波都很低，宇宙中大质量天体的加速、 碰撞和合并等事件才可以形成强大的引力波，但由于波源超 远距离，引力波传播到地球时变得非常微弱。因此需要超高 灵敏度的仪器才有可能对引力波进行探测。 原理：两条激光在管道内来回反射，路程增加，会产生干 涉条纹；引力波使光程发生变化，因此激光干涉条纹就会出 现变化。
引力波发现的意义
探测引力波意义重大，从科学意义上看， 引力波可以直接与宇宙大爆炸连接。广义相对 论中预言的引力波也可以产生于宇宙大爆炸中， 这就是说大爆炸之初的引力波在 137 亿年后的 今天仍然可以探测到。一旦发现了宇宙大爆炸 时期的引力波，就有可能揭开宇宙的各种谜团， 甚至或许能了解宇宙的开端和运行机制。
谢谢
人类探索引力波的过程
1959年，美国科学家韦伯教授用精密仪器探测到了引力波， 但经过其他国家科学家实验，最终未得到证实。 1980年，美国科学家泰勒等人，靠着射电望远镜，发现了一 个双星体系----脉冲射电源PSR191316。按照广义相对论， 双星互相绕转发出引力辐射，它们的轨道周期就会因此而变 短，（PSR1913 16）的变化率为-2.6*10^12。与广义相对 论所预言的结果相当接近。因此，泰勒等人的发现成为了人 类首次间接定量发现了引力波的证据。 2014年3月17日，美国科学家首次直接探测到宇宙大爆炸第 一波震荡，即原始引力波。 2016年 2 月11日 23 点30分，（美国）物理学家，宣布人类 首次直接探测到引力波。
•引力波
引力波简介
小学生科学ppt-引力波
撞出了什么
你 说 撞 出 了 什 么？ —— 那 必须是大名鼎鼎的引力波啦。
后来他们越绕越近，直至最后 撞在了一起。
而且这次是迄今为止，科学家 们观测到的信号强度最大的一 次，持续时间超过一分钟了呢。
有人百年前预言了引力波，谁？ ！
早在百年以前（大约1915年吧），科学家爱因
斯坦就在其广义相对论论文中对引力和引力波进行了 论证。他提出，引力的本质是时空几何在物质影响下 的弯曲；引力的作用以波动的形式传播，即引力波。 通俗的讲，引力波就像往一个池塘中投下一枚石 子所引起的涟漪，只不过，引力波是“时空的涟漪”。
搞大事-引力波被发现
播报人：高珂璠 播报时间：2017年10月
[发现啥了]
引力波
北京时间10月16日晚上10点，中国中科院紫金山天文台、美国国 家科学基金会、欧洲南方天文台等数十家天文机构同步召开新闻发布会， 宣布第一次探测（看）ຫໍສະໝຸດ 了来自双中子星并合的一次引力波事件。
到底咋回事儿？
发生了什么
1.3亿光年以外，长蛇星座 星系的两颗中子星互相绕转。
感谢耐心地听完
播报人：高珂璠 播报时间：2017年10月
小说《三体》三部曲
作者刘慈欣说:“引力波用于科幻，主要是由 于它传播时的低衰减特性，可以穿透巨量的物质 传输很远的距离，甚至可以传到宇宙尽头，被认 为有可能实现未来宇宙通讯。
引力波与中国的关系
想到了
1998年，中国科学家预言了双中子星并合会形成巨
新星，释放引力波。 引力波事件发生时全球仅有4台X射线和伽马射线望远镜成
说点听得懂的… 电影《星际穿越》
2014年美国科幻电影《星际穿越》中对黑洞 构成和引力波有很多假设。绚丽的景象和深奥的 时间维度理论在当年掀起了一股不小的黑洞热。
引力波实验报告
物理实验报告实验名称：学号：班级：姓名：日期：2022年一、引力波产生原理简述（500-1000字；配图说明，配图不可与手册内图片重复；注意排版，格式需要与附件《实验报告排版格式》一致；此部分2分）爱因斯坦富有洞见地用“场”赶走了引力的“超距作用”，解除了牛顿的困境。
如同麦克斯韦的电磁理论是电磁学的经典理论，爱因斯坦的广义相对论也是引力的经典理论。
广义相对论预言，宇宙中有引力波——连续不断的时空波动。
爱因斯坦在构思他的新引力理论——广义相对论时，打算把场的概念应用到引力上。
他成功地做到了这一点。
谁想到，这个场竟然就是时空本身。
在广义相对论里，时空就好比是电磁场，物质的质量是电荷。
广义相对论预言，大质量物体在猛烈旋转时会产生引力波，由于引力可以用时空扭曲来描述，那么引力波就是时空的涟漪. 探测电磁波不是什么难事。
每当我们睁开眼，或者打开电视、登录无线网，甚至用微波炉热一杯茶的时候，我们就在接收电磁波。
但是，探测引力波可没这么容易，因为引力可比电磁力微弱多了。
在我们生活的环境里，引力十分重要，这让我们误以为引力很强。
但实际上，只有像行星那样大的一团物质，才能产生明显的引力效果。
即便如此，一块小小的磁铁就能与整个地球的引力抗衡，轻而易举地把小铁钉吸起来。
引力是如此微弱，以至于摇晃大质量物体，也只能产生极微小的引力涟漪。
只有宇宙中最暴烈的事件（比如超新星爆发、中子星碰撞、黑洞并合）产生的引力波，才有可能被我们探测到。
而且，探测仪器必须非常灵敏：能够测量相距几千米的两点之间距离的变化，这个变化小于质子的千分之一或原子的十亿分之一。
虽然这听上去难以置信，但科学家已经造出了这样的仪器.在广义相对论问世100年后，引力波研究终于取得了第一次成功。
美国科学家潜心钻研数十载，建成了激光干涉引力波天文台（Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory，LIGO）。
引力波的PPT
1915年
爱因斯坦发表场方程，建立了广 义相对论，预言了引力波的存在。
1916年
史瓦西计算了不旋转、无电荷黑洞的物 理性质，解释了爱因斯坦场方程的解，推 动了引力波的研究。
1974年
脉冲双星PSR1913+16的发现证实了致密双星系 统的引力辐射与广义相对论的预言一致。
1963年
罗伊·克尔给出了旋转黑洞的解， 为引力波的发现打下了基础。
引力波的用途
引力波的发现类似当年的发现X光一样，是一 种工具。有了这个工具，可以利用引力波的观 察，去观察遥远的宇宙的现象。发现暗物质、 时空穿梭等等才是有可能实现的事情。
引力波不同在于，引力波的周期要长得多，同 时也微弱的多，能观察到引力波，至少要具备 一定的技术水准，观察到引力波说明在这个领 域人类的技术进步到了前所未有的水平。
LIGO的测量设备是一个巨大的“L”形 用激光到两点的时间变化测量引力波
但有引力波扫过时 通过测量从不同点返回的激光产生的干涉条纹
科学家们可以十分精确的测量出距离的变化
视频具体了解引力波
引力波的发现有什么意义
引力波证实了暴涨理论
爱因斯坦提出的广义相对论中的其他语言 都已经获得证实
而引力波正是最后一块被证实的拼图 犹如一栋崭新的物理学体系“上梁”
引力波会引起时空上的扭曲 就可以用“尺子”来测量
×
普通的尺子肯定是不行的，因为尺子ห้องสมุดไป่ตู้刻度 会随着时空一起拉伸压缩
√
科学家用光作为他们特殊的尺子。如果两点 之间距离变化，那么光往返两点的时间也会 发生变化。
2016年的引力波是怎么测量的
不锈钢 管道直 径1.2米
激光束臂内 来回约50次
内部真空度为 10^-12大气压
科普知识引力波
• 引力波研究专家马寅哲说，天文学的发现 几百年以来主要靠电磁光谱的测量，射电、 光学、红外、X射线等天文观测手段均是在 收集光，靠“看”观测宇宙。引力波的发 现则将从“听”这一完全不同的角度进行 天文观测，引力波天文学这一学科的大门 彻底被打开。引力波将成为检验爱因斯坦 相对论、探测黑洞质量、测量宇宙距离等 基本问题的新窗口。
• 美国宾夕法尼亚州立大学科学家查德· 汉娜 说，我们无法预测引力波天文学将如何改 变对宇宙的基本认知，就像伽利略用他的 小望远镜预测不了哈勃太空望远镜展现给 我们的宇宙那样， • “我们可以预期的是，100年后我们的后辈 所知道的将与我们所知道的有天壤之别”。
• 引力波可以类比百年前的人类发现电磁波。 人类科学研究从电磁波时代进入引力波时 代，我们将从全新的探测窗口倾听宇宙的 “歌唱”。电磁波的应用与开发产生了无 线电通讯，这彻底改变了人类交流与沟通 方式，进一步引发今天的信息革命时代来 临。一旦未来的引力波通讯技术开发成功， 可能引导人类进行跨越星际的交流，帮助 人类尽早走出地球家园。
?美国宾夕法尼亚州立大学科学家查德汉娜说我们无法预测引力波天文学将如何改变对宇宙的基本认知就像伽利略用他的小望远镜预测不了哈勃太空望远镜展现给我们的宇宙那样说我们无法预测引力波天文学将如何改变对宇宙的基本认知就像伽利略用他的小望远镜预测不了哈勃太空望远镜展现给我们的宇宙那样?我们可以预期的是100年后我们的后辈所知道的将与我们所知道的有天壤之别
引力波
• 引力波不是一般意义上的“波”，而是空 间持续的扭曲震荡。 • 空间可以被扭曲，因为有质量物体的存在。 那超大质量物体，可以把空间扭曲到什么 程度？ • 黑洞这种理论预言存在的天体，可以把空 间扭曲成一个“无底洞”，任何东西只要 “掉进去”就再也出不来。
引力波源宇宙原初引力波
引力波源宇宙原初引力波
• 引力波源概述 • 宇宙原初引力波的产生机制 • 宇宙原初引力波的观测与探测 • 宇宙原初引力波的研究价值与前景 • 结论
01
引力波源概述
引力波的发现
1916年，爱因斯坦在广义相对 论中预言了引力波的存在。
1974年，科学家首次通过观测 双星合并事件间接证实了引力 波的存在。
在大爆炸后的宇宙演化过程中，只有在宇宙早期阶段，物质和能量分布足够不均匀， 才有可能产生原初引力波。
随着宇宙的演化，物质和能量分布逐渐变得均匀，因此原初引力波的产生条件逐渐 消失。
宇宙原初引力波的强度与频谱
宇宙原初引力波的强度取决于产 生它们的引力场的强度和持续时
间。
原初引力波的频谱取决于产生它 们的物质和能量分布的特点，以
01
02
03
频率
宇宙原初引力波的频率非 常低，一般在$10^{-15}$ 到$10^{-8}$Hz之间。
幅度
宇宙原初引力波的幅度非 常微弱，需要极高精度的 探测器才能观测到。
意义
宇宙原初引力波是研究宇 宙大爆炸的重要手段，有 望揭示宇宙的起源和演化 之谜。
02
宇宙原初引力波的产生机制
大爆炸后的宇宙演化
要点二
宇宙原初引力波的探测有助于检 验广义相对论和其他物理理论
观测宇宙原初引力波可以检验广义相对论和其他物理理论 在极端条件下的适用性和正确性，推动物理学的发展。
04
宇宙原初引力波的研究价值与前景
对宇宙起源与演化的认识
揭示宇宙起源
宇宙原初引力波携带了宇宙大爆炸后的信息，研究这些波有助于 揭示宇宙的起源和演化过程。
该理论的正确性。
探索引力本质
通过研究宇宙原初引力波，可以深 入了解引力的本质和作用机制，为 理论物理学提供新的思路和方向。
• 引力波源概述 • 宇宙原初引力波的产生机制 • 宇宙原初引力波的观测与探测 • 宇宙原初引力波的研究价值与前景 • 结论
01
引力波源概述
引力波的发现
1916年，爱因斯坦在广义相对 论中预言了引力波的存在。
1974年，科学家首次通过观测 双星合并事件间接证实了引力 波的存在。
在大爆炸后的宇宙演化过程中，只有在宇宙早期阶段，物质和能量分布足够不均匀， 才有可能产生原初引力波。
随着宇宙的演化，物质和能量分布逐渐变得均匀，因此原初引力波的产生条件逐渐 消失。
宇宙原初引力波的强度与频谱
宇宙原初引力波的强度取决于产 生它们的引力场的强度和持续时
间。
原初引力波的频谱取决于产生它 们的物质和能量分布的特点，以
01
02
03
频率
宇宙原初引力波的频率非 常低，一般在$10^{-15}$ 到$10^{-8}$Hz之间。
幅度
宇宙原初引力波的幅度非 常微弱，需要极高精度的 探测器才能观测到。
意义
宇宙原初引力波是研究宇 宙大爆炸的重要手段，有 望揭示宇宙的起源和演化 之谜。
02
宇宙原初引力波的产生机制
大爆炸后的宇宙演化
要点二
宇宙原初引力波的探测有助于检 验广义相对论和其他物理理论
观测宇宙原初引力波可以检验广义相对论和其他物理理论 在极端条件下的适用性和正确性，推动物理学的发展。
04
宇宙原初引力波的研究价值与前景
对宇宙起源与演化的认识
揭示宇宙起源
宇宙原初引力波携带了宇宙大爆炸后的信息，研究这些波有助于 揭示宇宙的起源和演化过程。
该理论的正确性。
探索引力本质
通过研究宇宙原初引力波，可以深 入了解引力的本质和作用机制，为 理论物理学提供新的思路和方向。
引力波 课件
这是牛顿的看法….
光速
狭义相对论 光速是绝对的，时间、空间都是相对的….
没有引力波时…..
引力波
引力波传来时
引力波
声波
引力波扭曲的是时空， 时空泛起的涟漪…
只要非少在，科学充满爱
如何检测？
LIGO 激光干涉仪引力波天文台
11亿年前
黑洞撞击
引力波 引力波穿越？
穿越
2016年6月15日人类观测到来自 11亿年以前的两个黑洞撞击的引 力波….
最喜欢得什么奖？
这款….
这款….
这款….
诺贝尔
诺贝尔包括哪些奖项？
章节内容
物理
化学
生理
文学
经济
和平
为什么没有数学奖？
说法1：情敌说
劈腿说
说法2：不重视数学 说法3：当时有很牛的数学奖
怎么才能获奖？
诺贝尔 因素1：够牛，但不能牛到没朋友
因素2：够长寿
劳斯：1911年发现病毒导致癌症， 55年后才被颁发诺贝尔奖。
引力波
引力的作用是瞬间的.. 超光速的东西不存在….
引力波 根本不存在什么引力
广义相对论 时空不是啥也没有，它也可以拧巴
广义相对论
胖子坐在沙发上压出来一个大 坑….瘦子会不由自主溜过 来…
广义相对论
胖子扭曲了时空，瘦子自己站 不住，溜过来了….
黑洞 扭曲得太严重就变成奇点了
引力波 再说说波…
只要非少在，科学充满爱
波
波 波是一种抖动….例如下图的人浪
波 水波就是水的抖动….
声波 声波(空气中的）就是空气的抖动…
声波
引力波扭曲的是时空， 时空泛起的涟漪…
引力波 说说引力波的影响…
引力波PPT课件
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16
20世纪90年代，麻省理工学院的莱纳·魏斯 （Rainer Weiss）想到了一个绝妙的点子： 用激光的干涉来测量引力波。
简单来说，一束激光在经过一个半透镜后 朝向两个互相垂直的方向前进，各自撞上 一面反射镜，反射回来重新汇聚。理论上， 只要反射镜与半透镜的距离精确一致，汇 聚后的激光能够由于干涉而相互抵消。而 一旦引力波经过，激光走过的距离被改变， 干涉现象也会因此发生变化，从而被观测 到。
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9
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10
尽管引力波看起来没什么用，但它却有着 令人惊叹的能力和性质——他能以光速传 播时空扰动。
如果一串引力波迎面通过你，那么变高变 瘦对于你而言将不再是梦想。当然，变矮 变胖也一样。在引力波的作用下，你会不 断发生拉伸和压缩，你会先变高变瘦，再 变矮变胖，再变高变瘦，再变矮变胖……
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11
引力波
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1
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2
杰克和露丝之所以会互相吸引，除了因为 爱，还因为质量。在爱因斯坦的描述中， 有质量的物体会使它周围的时空发生扭曲， 物体的质量越大，时空就扭曲得越厉害。
如果你将时空看成一张大橡胶膜，然后往 上面放一个露丝，那么她的质量就会把橡 胶膜往下压，在旁近放一个杰克，你可以 看到这个景象：
.3Biblioteka .4可以看到，露丝球和杰克球分别造成的时 空弯曲，让他们俩逐渐滚向了对方并最终 亲密接触（哪里不对）。当然了，被另一 半问到“你为什么被我吸引”时，如果你回 答“因为你重”，后果自负。
太阳和地球的关系也是一样道理，只不过 太阳的比地球质量大得多，造成的时空扭 曲也更大，所以看上去，地球在绕着太阳 旋转——按照广义相对论的思路，“引力” 只是时空扭曲必然带来的现象。
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14
引力波
引力波(Redirected from 重力波(相对论))本文介绍的是相对论中的引力波。
关于流体力学中的重力波，详见“重力波(流体力学)”。
在物理学中，引力波指时空曲率中以波的形式从射源向外传播的扰动，这种波会以引力辐射的形式传递能量。
阿尔伯特·爱因斯坦根据他的广义相对论[1]，于1916年预言了引力波的存在[2]。
理论上可以被探测到的引力波射源包括由白矮星、中子星或黑洞组成的联星系统。
引力波现象是广义相对论的局域洛伦兹协变性的结果之一，因为它限制了相互作用的传播速度。
相反，牛顿引力理论中的相互作用都以无限的速度传播，所以在这一理论下并不存在引力波。
科学家已通过各种间接方法发现了引力辐射的证据。
例如，拉塞尔·赫尔斯和约瑟夫·泰勒发现赫尔斯－泰勒脉冲双星在互相公转时逐渐靠近，这为引力辐射的存在提供了证据；两人因这项发现于1993年获得了诺贝尔物理学奖。
[3]科学家也利用引力波探测器来观测引力波现象，如简称LIGO的激光干涉引力波天文台。
2014年3月17日，哈佛－史密松天体物理中心的天文学家宣布利用BICEP2探测器在宇宙微波背景中观测到引力波的效应，一经证实，这将成为宇宙暴胀和大爆炸理论的强烈证据。
概述爱因斯坦广义相对论所描述的引力，是时空曲率所产生的一种现象。
质量可以导致这种曲率。
当物质在时空中运动时，附近的曲率就会随之改变。
大质量物体运动时所产生的曲率变化会以光速像波一样向外传播。
这一传播现象就是引力波。
[7][8]当引力波通过远处的观测者时，观测者会发现时空被扭曲了。
两个自由物体之间的距离会有节奏地波动，频率与引力波相同。
然而，在这一过程中，这两个自由物体并没有受力，座标位置也没有变化；改变的，是时空座标本身的距离。
在观测者处的引力波强度和与波源间的距离呈反比。
根据预测，螺旋形靠近的中子双星系统由于质量高、加速度高，因此在合并时会发射出强大的引力波。
但是因为天文距离尺度之大，就算是最激烈的事件所产生的引力波，在到达地球后效应已变得极低，其应变的数量级低于10−21分之一。
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7
引力波 的探测
1973年PSR1913+16
转动周期累积移动观测 1. 引力波信号的强度很低。哪怕是很强的天体物理引力波源
值与广义相对论预言值 所释放的引力波强度，到达地球时也只有1e-21。在LIGO的
的比较。图中蓝色曲线 长4000米的探测臂上所引起的尺度变化仅约1e-18米，相当
为广义相对论的预测值， 红点为观测值。两者误
引力波的探测
Gravitational Wave Detection
王艳海
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• Induce an extremely small spatial strain, h ≈ 10-21 → large scale detector.
• Best indirect evidence of GWs from observation of binary pulsar PSR 1913+16.
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at the speed of light.引力场的扰动在时空中传播出去，就像水池中
水的扰动向外传播的波纹一样，这种弯曲时空中的涟漪就是引力波。
• Sources have non-zero quadrupole moment and large mass-energy flux. • GW radiation carries energy away from emitting system/object.
03 引力波的探测 Theoretical Research
05 引力波的发现 Practical Application
02 引力波的特性 Basic Conception
04 激光干涉仪 Experimental Method
06 未来展望 Future Prospect
PPT模板下载：.1ppt./moban/ 行业PPT模板：.1ppt./hangye/
于质子大小的千分之一。使设备足够灵敏；激光强度足够强， 提高设备灵敏度等。
差小于0.2%，此发现 给引力波科学注入了一
2. 干扰信号多而复杂。如何消除这些噪音信号，是难中之难。
针强心剂。
激光干 涉仪
激光干涉仪：LIGO
激光干涉仪：LIGO
功率重循环Fabry-Perot迈克尔逊干涉仪 13
LIGO的灵敏度极限—位移噪声和相位噪声 相位噪声
1. 引力辐射的一阶项是质量四极矩随时间变化时产生的
2. 引力波是横向无迹的，它有两个极化方向h+和h×， 探测器得到的信号是两种极化信号的线性组合。
模式揭示了引力波与电磁波的区别：引力波两个模 式的相位差是45°而电磁波两个模式的相位差为90°。
3. 引力波以光速进行传播。
4.引力波强度非常弱，引力波的强度用无 量纲振幅h(t)表示，h(t)的物理意义是引 力波引起的时空畸变与平直时空度规之比。
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目录
CONTENTS
01 什么是引力波 Research Background
h+
h×
GR theory
Observation of binary pulsar PSR 1913+16 by Taylor & Weisberg
引力波的预言
爱因斯坦引力场方程
广义相对论的三个预言
引力红移 光线在引力场中弯曲和水星近日点的进动 引力波
真空中的引力场方程
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引载：/jiaoan /
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什么是引力波
Gravitational Waves
• Einstein’s General Theory Of Relativity predicts the existence of gravitational waves (1916). Yet to be directly detected. Cause a time varying curvature of space-time, propagating
1. 量子真空噪声：泊松统计分布到达光探测器时间上的起伏、 真空场基态能和稳态激光的作用
2. 剩余气体散射
3. 后向散射，反射镜面型误差。
位移噪声
1. 反射镜的热噪声（镀膜）
4. 牛顿引力噪声
2. 反射镜悬挂热噪声
5. 电磁耦合噪声（光辐射
压、电磁辐射、宇宙飞弹） 3. 地表振动噪声：潮汐和月球
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二氧化硅打造，每300万个光子入射，只有1个 会被吸收。
引力波 的发现
引力波的发现
分居美国西北和东南 两角的LIGO的两个观 测站，Hanford观测站 和Livingston观测站测 得的结果。上面是振 幅随时间变化的波形， 下面是频率随时间增 长的情况。
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