引力波是誰發現的

簡要回答

雷納·韋斯、基普·索恩和巴里·巴里什三位美國物理學家在引力波研究方面做出了巨大的貢獻，引力波是指時空彎曲中的漣漪，通過波的形式從輻射源向外傳播，這種波以引力輻射的形式傳輸能量。

引力波是一個物理概念，可能很多人都不知道這是什麼意思，更加不知道引力波是誰發現的，那麼下面小編就來跟大家說一說引力波是誰發現的。

詳細內容

在物理學中，引力波是指時空彎曲中的漣漪，通過波的形式從輻射源向外傳播，這種波以引力輻射的形式傳輸能量。在1916年 ，愛因斯坦基於廣義相對論預言了引力波的存在。引力波的存在是廣義相對論洛倫茲不變性的結果，因為它引入了相互作用的傳播速度有限的概念。相比之下，引力波不能夠存在於牛頓的經典引力理論當中，因為牛頓的經典理論假設物質的相互作用傳播是速度無限的。

在愛因斯坦的廣義相對論中，引力被認為是時空彎曲的一種效應。這種彎曲是因為質量的存在而導致。通常而言，在一個給定的體積內，包含的質量越大，那麼在這個體積邊界處所導致的時空曲率越大。當一個有質量的物體在時空當中運動的時候，曲率變化反應了這些物體的位置變化。在某些特定環境之下，加速物體能夠對這個曲率產生變化，並且能夠以波的形式向外以光速傳播。這種傳播現象被稱之為引力波，也可以理解為:一個大質量天體產生的引力，影響一定範圍內比它質量小的天體，使它們產生負值的加速度，它們運動軌跡所形成的曲率變大，並且釋放能量的現象。根據開普勒定律推匯出:物體運動的速度和它運動軌跡所形成的曲率成反比。

當一個引力波通過一個觀測者的時候，因為應變(strain)效應，觀測者就會發現時空被扭曲。當引力波通過的時候，物體之間的距離就會發生有節奏的增加和減少，這個頻率等於這個引力波的頻率。這種效應的強度與產生引力波源之間距離成反比。繞轉的雙中子星系統被預測，在當它們合併的時候，是一個非常強的引力波源，由於它們彼此靠近繞轉時所產生的巨大加速度。由於通常距離這些源非常遠，所以在地球上觀測時的效應非常小，形變效應小於1.0E-21。科學家們已經利用更為靈敏的探測器證實了引力波的存在。最為靈敏的探測是aLIGO，它的探測精度可以達到1.0E-22。更多的空間天文臺(歐洲航天局的eLISA計劃，中國的中國科學院太極計劃，和中山大學的天琴計劃)正在籌劃當中。

引力波應該能夠穿透那些電磁波不能穿透的地方。所以猜測引力波能夠提供給地球上的觀測者有關遙遠宇宙中有關黑洞和其它奇異天體的資訊。而這些天體不能夠為傳統的方式，比如光學望遠鏡和無線電望遠鏡，所觀測到，所以引力波天文學將給我們有關宇宙運轉的新認識。尤其，引力波更為有趣的是，它能夠提供一種觀測極早期宇宙的方式，而這在傳統的天文學中是不可能做到的，因為在宇宙再合併之前，宇宙對於電磁輻射是不透明的。所以，對於引力波的精確測量能夠讓科學家們更為全面的驗證廣義相對論。

在過去的六十年裡，有許多物理學家和天文學家為證明引力波的存在做出了無數努力。其中最著名的要數引力波存在的間接實驗證據——脈衝雙星 PSR1913+16。1974年，美國麻省大學的物理學家家泰勒（Joseph Taylor）教授和他的學生赫爾斯（Russell Hulse）利用美國的308米無線電望遠鏡，發現了由兩顆質量大致與太陽相當的中子星組成的相互旋繞的雙星系統。由於兩顆中子星的其中一顆是脈衝星，利用它的精確的週期性無線電脈衝訊號，我們可以無比精準地知道兩顆緻密星體在繞其質心公轉時他們軌道的半長軸以及週期。根據廣義相對論，當兩個緻密星體近距離彼此繞旋時，該體系會產生引力輻射。輻射出的引力波帶走能量，所以系統總能量會越來越少，軌道半徑和週期也會變短。2017年度諾貝爾物理學獎今天在瑞典授予雷納·韋斯、基普·索恩和巴里·巴里什三位美國物理學家，以表彰他們在引力波研究方面的貢獻，三人都在美國鐳射干涉引力波天文臺（LIGO）工作。