引力波引力波源及引力波探测-文档资料
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
纳赫兹引力波
纳赫兹引力波
纳赫兹引力波相信大家都听说过，它是由爱因斯坦提出的广义相对论中的一部分，通过引力作用的低频振动，它能把发生的偏离克卜勒-斯卡维夫创理论的天体（任何重体）封闭的能量释放出来，从而在发送引力波。
这就是纳赫兹引力波，也称为天体振动。
首先，纳赫兹引力波是一种低频振动，存在于时空，它们在宇宙中传播，是由引力作用物体，比如行星，恒星和黑洞等发出的。
当一个重心系统中的两个物体进行转动时，它们会排斥或引诱另一个物体，这就会形成一个视乎上的低频振动，称为引力波，它们被广义相对论的定义的方式描述。
其次，纳赫兹引力波的观测是一个艰难的过程。
它们非常细微，很难从背景噪声中去感知，也需要很高的灵敏度才能测量到它们是否存在，因此它们一度被认为是无法被观测到的。
直到2015年，一组美国物理学家利用跨越整个大陆的两个引力波探测器才成功测量到了这种波。
最后，纳赫兹引力波有助于我们进一步了解宇宙，这是一个重大的科学突破。
这些波可以提供有关宇宙构造及早期历史的宝贵信息，它们可以帮助我们进一步研究物理学，特别是引力斥作用，从而更深入地理解宇宙的运作方式。
而且，它们还可以让我们建立一个有效的宇宙模型，从而帮助我们在宇宙结构、物质及能量分布等方面进行准确的预测。
通过爱因斯坦提出的广义相对论中的一部分，纳赫兹引力波是
一种低频振动，它可以有助于我们更加深入地理解宇宙的运作方式，这是一项重大的科学突破。
现在，科学家们正在不断的尝试探测更多的纳赫兹引力波，以扩展我们对宇宙的认识，未来会有更多的发现，更多的深入理解宇宙的研究成果。
什么是引力波形成的原理
什么是引力波形成的原理引力波是由强大的加速物体或物体的不对称振动引起的。
根据爱因斯坦的广义相对论理论，引力是由时空的弯曲而产生的。
当物体发生加速时，会扭曲周围的时空结构，并使之形成引力波，这种扭曲的时空结构会沿着类似于水波的方式传播出去。
引力波的形成通过以下几个步骤实现：1. 加速的物体或物体的不对称振动：引力波的形成需要物体经历加速，或者物体内部存在振动的不对称。
例如，在两个非常密集的中子星互相绕转的过程中，它们的加速运动将产生引力波。
2. 扭曲时空结构：根据广义相对论，质量和能量可以曲折空间和时间的结构。
当物体发生加速时，它会扭曲周围的时空结构，造成时空弯曲。
这种弯曲会像扔进水中的石头产生波纹一样传播出去。
3. 引力波产生：当物体加速并扭曲时空结构时，引力波就会在其周围形成。
引力波是由时空弯曲在空间中扩散出的扰动形成的，类似于放在水面上的石头形成的波浪。
4. 引力波传播：一旦引力波形成，它会以光速无阻碍地传播，就像水波在水面上传播一样。
引力波能够传播到宇宙各个角落，因此我们可以通过探测器在地球上探测到它们。
引力波的形成原理是广义相对论的预测和解释。
广义相对论是爱因斯坦于1915年提出的一种物理学理论，它描述了质量和能量如何影响时空的结构。
根据该理论，物体的质量和能量会扭曲周围的时空结构，并产生引力。
引力波是广义相对论的一个重要预测，它证明了质量和能量的加速运动会产生扰动，并在时空中传播。
引力波的探测对于研究宇宙中的黑洞、中子星碰撞等引力现象非常重要。
通过探测引力波，我们可以了解到更多关于宇宙的信息，甚至可以验证广义相对论是否正确。
在近年来，科学家利用先进的引力波探测技术，例如LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) 探测器，成功地探测到了多起引力波事件，从而证实了广义相对论的预测。
总结而言，引力波是由物体的加速运动和不对称振动所引起的。
什么是引力波
什么是引力波引力波是由于引力传播而产生的一种物理现象。
它是由爱因斯坦的广义相对论预测并于2015年首次直接探测到的，这一发现也为科学界带来了极大的轰动和重要意义。
引力波是由质量巨大的物体在运动过程中所产生的。
根据广义相对论的描述，物体的质量和能量会扭曲时空结构，这种扭曲就像是将一块薄膜弯曲使其形成波浪一样，这种波动传递的就是引力波。
引力波具有传播速度极高的特点，并且可以通过空间中任意的介质传播，无需依赖于物质介质。
引力波的探测需要精密的仪器和技术。
目前，常用的引力波探测器是利用激光干涉技术构建的，它包括两条相互垂直的光线路径，并利用激光干涉的原理来探测空间中的微小振动。
当引力波通过探测器时，会导致空间的微小扭曲，进而影响到光线的传播路径，从而可以通过测量干涉程度的变化来检测引力波的存在。
引力波的探测和研究对于了解宇宙的本质和演化过程具有重要意义。
首先，引力波的存在证实了爱因斯坦的广义相对论的准确性，进一步验证了引力理论。
其次，通过分析引力波的特征和信号，可以获取物体的质量、形状、轨道和运动状态等信息。
例如，通过探测到的引力波信号，科学家们成功地观测到了两个黑洞的合并过程，证实了黑洞融合的理论。
此外，引力波还可以帮助科学家们研究宇宙的起源、宇宙背景辐射等重要问题。
引力波的探测与应用已经取得了重大的突破和进展。
2015年，美国的LIGO实验设备首次成功地直接探测到了引力波，这一发现为爱因斯坦广义相对论的验证做出了实证。
此后，LIGO又成功探测到了多起引力波事件，包括了由黑洞合并和中子星合并所产生的引力波。
此外，与LIGO相配合的欧洲的Virgo实验设备也在引力波探测方面发挥着重要作用。
除了基础科学的研究，引力波的探测也具有一系列的应用价值。
引力波探测技术可以用于监测地球上发生的大型地震和火山爆发等自然灾害，为地质灾害预警提供新的手段。
此外，在导航和定位、通信、天文观测等领域中，引力波的探测技术也有望得到应用和发展。
引力波的产生和传播机制解析
引力波的产生和传播机制解析引力波是爱因斯坦广义相对论的重要预测之一，它通过扰动时空的几何结构来传递能量和动量。
引力波的产生和传播机制令人着迷，深入探究其背后的物理原理对我们理解宇宙演化和宇宙结构有着重要意义。
一、引力波产生的源头引力波的最主要的产生源头是宇宙中的重力井。
当物体在强引力场中发生加速运动或碰撞时，会产生引力波。
例如，当两个超大质量黑洞（或中子星）在宇宙中相互合并时，它们的引力场会产生剧烈的震荡，形成引力波。
此外，其他的天体现象如恒星爆炸、行星运动以及宇宙早期的宇宙膨胀等也可能产生引力波。
二、引力波传播的特性引力波传播的特性与电磁波有所不同。
引力波可以在真空中传播，不需要介质的支撑。
同时，引力波是横波，与传统的纵波有所不同。
横波在传播过程中，呈现S形或菱形的波形，垂直于传播方向的几何结构产生显著的变化。
三、引力波的传播机制引力波的传播机制遵循爱因斯坦场方程。
当物体经历加速度变化时，它们的引力场会产生波动，波动信息以引力波的形式传播。
在宇宙中，引力波的传播速度等于光速，将远远快于物体自身的移动速度。
四、引力波的探测长期以来，科学家一直在努力探测引力波的存在。
2015年，LIGO项目首度探测到引力波的存在，为引力波研究开辟了全新的大门。
LIGO是一种高精度的激光干涉仪，通过检测由引力波引起的时空扰动，成功捕捉到了两个黑洞合并产生的引力波信号。
此后，LIGO项目又多次观测到引力波事件，证实了引力波的存在，并进一步研究了它们的特性。
五、引力波的应用前景引力波的发现对于研究宇宙的演化和结构具有重要的意义。
它可以为我们提供许多有益的信息，例如黑洞的性质、星系的进化历史、中子星和白矮星的结构等。
引力波的探测还有助于测试广义相对论的准确性，并促进新的物理理论的发展。
此外，引力波技术还可以用于导航、精密测量以及对地震等自然灾害的预警。
总结起来，引力波的产生和传播机制是目前天文学和物理学领域的热门研究课题。
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
承上启下的“乐章”——引力波
如果说广义相对论的验证比作一场音乐会，引力波的探测历程就好像承上启下的乐章，也许前 奏低沉甚至失落，但中间定会激情高昂。在它之前，广义相对论已初步成功验证，并应用到各个方 面；在它之后，引力波如果被我们探测到，会怎么样呢？
引力波将帮助探索物理上一些重大问题，如为黑洞的存在与否提供更直接的证据。引力波为探 索宇宙打开了一扇新的窗户，势必会带来更多的科学新发现。过去所做的大部分天文学研究是基于 不同形式的电磁波，但电磁波容易被介于目标天体和观测者之间的物质散射或吸收等。如果观测手 段是引力波，因为宇宙相对于它们近乎透明，影响微弱，人们将可能观测到在其它方式下被阻挡的 天体，以及并没有产生电磁辐射的天体现象。 正如发布会上所说，这还只是一个开始，未来基于引力波这扇窗户，我们会看到和听到更多。 说不定未来真的可以用引力波来传递信号呢。 中国科学家也是寻找引力波这个追梦队伍中的活跃分子。2014年3月，天琴空间科学任务的概 念被提出，其主要科学目标是直接探测爱因斯坦广义相对论预言的引力波以及精确测定后牛顿参数。 天琴项目还处于起步阶段，势必面临着诸多挑战，也意味着诸多机遇，相信这也将让中国的引力波 探索更上一层楼。
在未来我们用引力波的耳朵来聆听宇宙时，不要忘记，有一代代的人为此付出。
我们在关注娱乐新闻的同时，不妨看看这些自然科学的事件。因为，人类的发展归根结底 是科技的发展。
2016/7/14
谢谢观看
鸣谢：加布里埃拉·冈萨雷斯 鸣谢单位：美国
爱因斯坦 泰勒 赫尔
激光干涉引力波天文台（LIGO） 麻省理工学院 加州理工学院 美国国家科学基金会(NSF)
天文学有了“耳朵”
——引力波的发现 by 木叶忆枫
引力波与引力波探测实验
＝ ＋ ， 叼 此处
叼 为 Ｍｎ ｏ ｓｉ ｉ ｗ ｋ 空间的平直 的背景度规 ， 代 表此空 ｋ
知
（ ２ ）
１ １ 广义相对论与引力波 ． １ １ 年爱因斯坦发表 了广义相对论 ， ９６ 并在该理论 的基础上预言了引力波的存在 。引力辐射问题一直是 广义相对论的中心问题之一 ， 引力辐射 的理论在广义 相对论和物理学的微观前沿之间搭起 了一座重要的桥 梁 。到 目 前为止 ， 广义相对论 的一些重大预言都相继 被实验证实 ， 例如水星近 日点的进动、 光线在引力场中 的弯曲、 光谱线在引力场中的红移 ， 以及 由此而延伸的 关于雷达回波的延迟等 。这些成果又进一步推进了广 义相对论在天文观测、 相对论天体物理、 宇宙学甚至高 能物理 、 粒子物理和广义相对论 的交叉领域等方面 的 应用。此外 ， 广义相对论还预言 了黑洞的存在 ， 目前对
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收稿 日期 ：０ １— １—１ ２１ ０ ９
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（） ８
为时空 的度规 张量 ， 是 物质 的动量 能量张
量 ， Ｋ ， 为相对论引力 常数 ， 是 四维 时空 中的 Ｒ＝ Ｔ ， ｃ
・
１ ・ ０
上 式 的 Ａ＋ Ａ 和 为 每 一 偏 振 态 的 幅度 ， 为 引 力 波 的 ｃ
图４
激 光 干 涉 引 力 波 探 测 器 原 理 图
＝ ＝Ｆ＋ ＋＋Ｆｘ ｈ ｈ
（） ９
此处系数 Ｆ 和 Ｆ 依赖手引力波源的方向和干涉 ＋ 仪的方位 ， 因子为作用于探测器上的引力波的应变。 ｈ 了 ｌ 万倍 ， 以灵敏度也提高了许多倍 ， ｏ ｅ 所 主要用来测 因为基于激光干涉式的引力波探测器是通过测量 量低频引力波 ， 也可 以测量太 阳的振荡； 其缺点是太 干涉臂的光程差或相位变化来进行 的， 又光程差正 比 昂贵 。