|
|
yǐn lì bō
yīng wén： (gravitationalwave)， tái wān xué jiè chēng wéi zhòng lì bō， yīng wén zhōng yòu shí yě xiě zuò gravitywave； dàn gèng duō chǎng hé zhōng， gravitywave shì liú gěi dì qiú kē xué yǔ liú tǐ lì xué zhōng lìng yī zhǒng xìng zhì jiǒng yì de bō dòng。 guān yú wàn yòu yǐn lì de běn zhì shì shénme， niú dùn rèn wéi shì yī zhǒng jí shí chāo jù zuò yòng， bù xū yào chuán dì de “ xìn shǐ ”。 ài yīn sī tǎn zé rèn wéi shì yī zhǒng gēn diàn cí bō yī yàng de bō dòng， chēng wéi yǐn lì bō 。 yǐn lì bō shì shí kōng qū shuài de rǎo dòng yǐ xíng jìn bō de xíng shì xiàng wài chuán dì。 yǐn lì fú shè shì lìng wài yī zhǒng chēng hū， zhǐ de shì zhè xiē bō cóng xīng tǐ huò xīng xì zhōng fú shè chū lái de xiàn xiàng。 diànhè bèi jiā sù shí huì fā chū diàn cí fú shè， tóng yàng yòu zhì liàng de wù tǐ bèi jiā sù shí jiù huì fā chū yǐn lì fú shè， zhè shì guǎng yì xiāng duì lùn de yī xiàng zhòng yào yù yán。
yǐn lì bō de cún zài 'ér qiě yě zhēn de wú suǒ bù zài， shì guǎng yì xiāng duì lùn zhōng yī xiàng háo bù mó hú de yù yán。 suǒ yòu mù qián xiāng hù jìng zhēng 'ér qiě bèi“ rèn kě” de zhòng lì lǐ lùn（ rèn kě： yǔ xiàn qián kě dé yī qiē zhèng jù néng dá dào xiāng dāng zhǔn què dù de xiāng fú） suǒ yù yán de yǐn lì fú shè tè zhì jí gè yòu qiān qiū； ér yuán zé shàng， zhè xiē yù yán yòu shí hòu hé guǎng yì xiāng duì lùn suǒ yù yán de xiāngchà shèn yuǎn。 dàn hěn bù xìng dì， xiàn zài yào què rèn yǐn lì fú shè de cún zài xìng jiù yǐ xiāng dāng jù yòu tiǎo zhàn xìng， gèng bù yòng shuō yào yán jiū tā de xì jié。
yǐn lì bō de xìng zhì yǐn lì bō yǐ bō dòng xíng shì hé yòu xiàn sù dù chuán bō de yǐn lì chǎng。 àn zhào guǎng yì xiāng duì lùn， jiā sù yùn dòng de zhì liàng huì chǎn shēng yǐn lì bō 。 yǐn lì bō de zhù yào xìng zhì shì： tā shì héng bō， zài yuǎn yuán chù wéi píng miàn bō； yòu liǎng gè dú lì de piān zhèn tài； xié dài néng liàng； zài zhēn kōng zhōng yǐ guāng sù chuán bō děng。 yǐn lì bō xié dài néng liàng， yìng kě bèi tàn cè dào。 dàn yǐn lì bō de qiáng dù hěn ruò， ér qiě， wù zhì duì yǐn lì bō de xī shōu xiàolǜ jí dī， zhí jiē tàn cè yǐn lì bō jí wéi kùn nán。 céng yòu rén xuān chēng zài shí yàn shì lǐ tàn cè dào liǎo yǐn lì bō ， dàn wèi dé dào gōng rèn。 tiān wén xué jiā tōng guò guān cè shuāng xīng guǐ dào cān shù de biàn huà lái jiànjiē yàn zhèng yǐn lì bō de cún zài。 lì rú， shuāng xīng tǐ xì gōng zhuǎn、 zhōng zǐ xīng zì zhuǎn、 chāo xīn xīng bào fā， jí lǐ lùn yù yán de hēi dòng de xíng chéng、 pèng zhuàng hé bǔ huò wù zhì děng guò chéng， dōunéng fú shè jiào qiáng de yǐn lì bō 。 wǒ men suǒ yù qī zài dì qiú shàng kě guān cè dào de zuì qiáng yǐn lì bō huì lái zì hěn yuǎn qiě gǔ lǎo de shì jiàn， zài zhè shì jiàn zhōng dà liàng de néng liàng fā shēng jù liè yí dòng（ lì zǐ bāo kuò liǎng kē zhōng zǐ xīng de duì zhuàng， huò liǎng gè jí zhòng de hēi dòng duì zhuàng）。 zhè yàng de bō dòng huì zào chéng dì qiú shàng gè chù xiāng duì jù lí de biàn dòng， dàn zhè xiē biàn dòng de shù liàng jí yīnggāi dǐng duō zhǐ yòu 10^-21。 yǐ ligo yǐn lì bō zhēn cè qì de shuāng bì 'ér yán， zhè yàng de biàn huà xiǎo yú yī kē zhì zǐ zhí jìng de qiān fēn zhī yī。 zhè yàng de 'àn lì yīnggāi kě yǐ zhǐ yǐn chū wèishénme zhēn cè yǐn lì bō shì shí fēn kùn nán de。
yǐn lì bō de zhēn cè suī rán yǐn lì fú shè bìng wèi bèi qīng qīng chǔ chǔ dì“ zhí jiē” cè dào， rán 'ér yǐ yòu xiǎn zhù de“ jiànjiē” zhèng jù zhī chí tā de cún zài。 zuì zhù míng de shì duì yú mài chōng xīng（ huò chēng bō shà） shuāng xīng xì tǒng psr1913+16 de guān cè。 zhè xì tǒng bèi rèn wéi jù yòu liǎng kē zhōng zǐ xīng， yǐ jí qí jǐn mì 'ér kuài sù de mó shì hù xiāng huán rào duì fāng。 qí bìng qiě chéng xiàn liǎo jiàn jìn shì de xuán jìn (in-spiral)， xuán jìn shí shuài qià hǎo shì guǎng yì xiāng duì lùn suǒ yù qī de zhí。 duì yú zhè yàng de guān cè， zuì jiǎn dān ( yě jīhū shì guǎng wéi jiē shòu ) de jiě shì wéi： guǎng yì xiāng duì lùn yī dìng shì duì zhè zhǒng xì tǒng de zhòng lì fú shè gěi chū liǎo zhǔn què de shuō míng cái dé yǐ rú cǐ。 tài lè hé hè 'ěr sī yīn wéi zhè xiē chéng jiù gòng tóng huò dé liǎo 1993 nián de nuò bèi 'ěr wù lǐ xué jiǎng。
1959 nián， měi guó mǎ lǐ lán dà xué jiào shòu wéi bó fā biǎo liǎo zhèng shí yǐn lì bō cún zài de xiāo xī， zhè yǐn qǐ liǎo shì jiè wù lǐ xué jiè yī zhèn kuáng rè de jī dòng。 shì qíng shì zhè yàng de， wéi bó děng rén zhì zào liǎo 6 tái yǐn lì bō jiǎn yàn qì， fēn bié fàng zài bù tóng dì diǎn jìn xíng cháng qī de jiǎn bō jìzǎi。 jiēguǒ fā xiàn zài gè tái jiǎn bō qì shàng dū jì lù dào yī zhǒng xiāng tóng de、 bù guī zé de“ rǎo dòng”， bìng zhèng míng tā bìng bù shì yóu shēng xué zhèn dòng、 dì zhèn、 diàn cí gān rǎo huò yǔ zhòu xiàn gān rǎo děng yǐn qǐ de， yīn cǐ， tā men rèn wéi“ bù néng pái chú zhè jiù shì yǐn lì bō ”。 zhī hòu， xǔ duō guó jiā de kē xué jiā cǎi yòng gè zhǒng fāng fǎ qǐ tú zhèng shí yǔ zhòu shēn chù de tóng yàng“ lái kè”， dàn zhōng wèi dé dào kěn dìng de jiēguǒ， yú shì jī dòng zhī yú， rén men biàn zhǐ néng tàn xī bà liǎo。
shè diàn tiān wén xué de péng bó fā zhǎn wéi wù lǐ xué jiā men xīn de tàn cè tú jìng。 shè diàn wàng yuǎn jìng de tàn cè běn lǐng bǐ guāng xué wàng yuǎn jìng qiáng dé duō， měi guó tiān wén wù lǐ xué jiā tài lè děng rén zài 1974 nián， kào zhe shè diàn wàng yuǎn jìng fā xiàn liǎo yī gè shuāng xīng tǐ xì héng héng mài chōng shè diàn yuán（ psr1913+16）。 àn zhào guǎng yì xiāng duì lùn jì suàn， shuāng xīng hù xiāng rào zhuǎn fā chū yǐn lì fú shè， men de guǐ dào zhōu qī jiù huì yīn cǐ 'ér biàn duǎn，（ psr1913+16） de biàn huà shuài wéi -2.6*10^-12。 ér zài 1980 nián， tā men yě shì cǎi yòng jīng mì de shè diàn yí qì， yóu shí yàn xíng dào guān chá zhí wéi -（ 3.2±0.01×10^-12, yǔ lǐ lùn jì suàn zhí zài wù chā fàn wéi nèi zhèng hǎo fú hé。 zhè kě yǐ shuō shì yǐn lì bō de dì yī gè dìng liàng zhèng jù。 shàng shù xiāo xī chuán kāi， yǐn qǐ wù lǐ xué jiè de jí dà zhèn dòng。 kē xué jiā men xìn xīn bèi zēng， wéi huān yíng yǐn lì fú shè zhè wèi yǔ zhòu“ jiāo kè” jiāng kāi zhǎn gèng wéi guǎng fàn de tàn suǒ yán jiū。 yīn wéi duì yǐn lì bō de tàn cè bù jǐn kě yǐ jìn yī bù yàn zhèng guǎng yì xiāng duì lùn de zhèng què xìng， ér qiě jiāng wéi rén lèi zhǎn xiàn chū yī fú quán xīn de wù zhì shì jiè tú jǐng， máng máng yǔ zhòu， zhǐ yào yòu wù zhì， dào chù yòu yǐn lì fú shè。
［ yǐn lì bō jī guāng gān shè yí ］
ligo hé geo600 shì yòng lái cèliáng yǐn lì bō jí shí kōng jié gòu zhōng de bō dòng de gōng jù。 yǐn lì bō fēi cháng nán yǐ cèliáng， yīn wéi dāng tā men dào dá dì qiú de shí hòu yǐ jīng biàn dé fēi cháng ruò liǎo。
ligo hé geo600 tōng guò cèliáng liǎng tiáo jī guāng shù xiāng yù de shí hòu suǒ xíng chéng de gān shè tú yàng de biàn huà lái tàn cè yǐn lì bō 。 zhè xiē tú yàng yǐ lài yú jī guāng shù de chuán bō jù lí， dāng yǐn lì bō chuān guò shí jī guāng shù de chuán bō jù lí huì xiāng yìng biàn huà。
zhè zhǒng chēng zhī wéi jī guāng gān shè jì de tàn cè qì de líng mǐn dù， shì yǔ jī guāng chuán bō de jù lí chéng bǐ lì de。 yīn wéi tàn cè qì xū yào xún zhǎo de shì hěn wēi ruò de xìn hào， suǒ yǐ xū yào ligo hé geo de chǐ cùn xiāng dāng dà。
yǐn lì bō guān cè jī guāng gān shè yí (ligo)
wèi yú měi guó de ligo guān cè suǒ yōng yòu liǎng tào gān shè yí， yī tào 'ān fàng zài lù yì sī 'ān nà zhōu de lǐ wén sī dùn， lìng yī tào zài huá shèng dùn zhōu de hàn fú。 zài lǐ wén sī dùn de gān shè yí yòu yī duì fēng bì zài 1.2 mǐ zhí jìng de zhēn kōng guǎn zhōng de 4 gōng lǐ cháng de bì， ér zài hàn fú de gān shè yí zé shāo xiǎo， zhǐ yòu yī duì 2 gōng lǐ cháng de bì。
zhè 'èr tào ligo gān shè yí zài yī qǐ gōng zuò gòu chéng yī gè guān cè suǒ。 zhè shì yīn wéi jī guāng qiáng dù de wēi xiǎo biàn huà、 wēi ruò dì zhèn hé qí tā gān rǎo dōukě néng kàn qǐ lái xiàng yǐn lì bō xìn hào， rú guǒ shì cǐ lèi gān rǎo xìn hào， qí jì lù jiāng zhǐ chū xiàn zài yī tái gān shè yí zhōng， ér zhēn zhèng de yǐn lì bō xìn hào zé huì bèi liǎng tái gān shè yí tóng shí jì lù。 suǒ yǐ， kē xué jiā kě yǐ duì 'èr gè dì diǎn suǒ jì lù de shù jù jìn xíng bǐ jiào dé zhī nǎ gè xìn hào shì zào shēng。
ligo cóng 2003 nián kāi shǐ shōu jí shù jù。 tā shì mù qián quán shì jiè zuì dà de、 líng mǐn dù zuì gāo de yǐn lì bō tàn cè suǒ。 yī xì liè de shēng jí jìhuà jiāng gèng jìn yī bù tí gāo qí líng mǐn dù。 ( lái yuán jī guāng zhī jiā http://www.laserhome.cn) |
|
yīng wén： (gravitationalwave)， tái wān xué jiè chēng wéi zhòng lì bō， yīng wén zhōng yòu shí yě xiě zuò gravitywave； dàn gèng duō chǎng hé zhōng， gravitywave shì liú gěi dì qiú kē xué yǔ liú tǐ lì xué zhōng lìng yī zhǒng xìng zhì jiǒng yì de bō dòng。 guān yú wàn yòu yǐn lì de běn zhì shì shénme， niú dùn rèn wéi shì yī zhǒng jí shí chāo jù zuò yòng， bù xū yào chuán dì de“ xìn shǐ”。 ài yīn sī tǎn zé rèn wéi shì yī zhǒng gēn diàn cí bō yī yàng de bō dòng， chēng wéi yǐn lì bō 。 yǐn lì bō shì shí kōng qū shuài de rǎo dòng yǐ xíng jìn bō de xíng shì xiàng wài chuán dì。 yǐn lì fú shè shì lìng wài yī zhǒng chēng hū， zhǐ de shì zhè xiē bō cóng xīng tǐ huò xīng xì zhōng fú shè chū lái de xiàn xiàng。 diànhè bèi jiā sù shí huì fā chū diàn cí fú shè， tóng yàng yòu zhì liàng de wù tǐ bèi jiā sù shí jiù huì fā chū yǐn lì fú shè， zhè shì guǎng yì xiāng duì lùn de yī xiàng zhòng yào yù yán。
yǐn lì bō de cún zài 'ér qiě yě zhēn de wú suǒ bù zài， shì guǎng yì xiāng duì lùn zhōng yī xiàng háo bù mó hú de yù yán。 suǒ yòu mù qián xiāng hù jìng zhēng 'ér qiě bèi“ rèn kě” de zhòng lì lǐ lùn（ rèn kě： yǔ xiàn qián kě dé yī qiē zhèng jù néng dá dào xiāng dāng zhǔn què dù de xiāng fú） suǒ yù yán de yǐn lì fú shè tè zhì jí gè yòu qiān qiū； ér yuán zé shàng， zhè xiē yù yán yòu shí hòu hé guǎng yì xiāng duì lùn suǒ yù yán de xiāngchà shèn yuǎn。 dàn hěn bù xìng dì， xiàn zài yào què rèn yǐn lì fú shè de cún zài xìng jiù yǐ xiāng dāng jù yòu tiǎo zhàn xìng， gèng bù yòng shuō yào yán jiū tā de xì jié。 |
|
| yǐn lì bō yǐ bō dòng xíng shì hé yòu xiàn sù dù chuán bō de yǐn lì chǎng。 àn zhào guǎng yì xiāng duì lùn， jiā sù yùn dòng de zhì liàng huì chǎn shēng yǐn lì bō 。 yǐn lì bō de zhù yào xìng zhì shì： tā shì héng bō， zài yuǎn yuán chù wéi píng miàn bō； yòu liǎng gè dú lì de piān zhèn tài； xié dài néng liàng； zài zhēn kōng zhōng yǐ guāng sù chuán bō děng。 yǐn lì bō xié dài néng liàng， yìng kě bèi tàn cè dào。 dàn yǐn lì bō de qiáng dù hěn ruò， ér qiě， wù zhì duì yǐn lì bō de xī shōu xiàolǜ jí dī， zhí jiē tàn cè yǐn lì bō jí wéi kùn nán。 céng yòu rén xuān chēng zài shí yàn shì lǐ tàn cè dào liǎo yǐn lì bō ， dàn wèi dé dào gōng rèn。 tiān wén xué jiā tōng guò guān cè shuāng xīng guǐ dào cān shù de biàn huà lái jiànjiē yàn zhèng yǐn lì bō de cún zài。 lì rú， shuāng xīng tǐ xì gōng zhuǎn、 zhōng zǐ xīng zì zhuǎn、 chāo xīn xīng bào fā， jí lǐ lùn yù yán de hēi dòng de xíng chéng、 pèng zhuàng hé bǔ huò wù zhì děng guò chéng， dōunéng fú shè jiào qiáng de yǐn lì bō 。 wǒ men suǒ yù qī zài dì qiú shàng kě guān cè dào de zuì qiáng yǐn lì bō huì lái zì hěn yuǎn qiě gǔ lǎo de shì jiàn， zài zhè shì jiàn zhōng dà liàng de néng liàng fā shēng jù liè yí dòng（ lì zǐ bāo kuò liǎng kē zhōng zǐ xīng de duì zhuàng， huò liǎng gè jí zhòng de hēi dòng duì zhuàng）。 zhè yàng de bō dòng huì zào chéng dì qiú shàng gè chù xiāng duì jù lí de biàn dòng， dàn zhè xiē biàn dòng de shù liàng jí yīnggāi dǐng duō zhǐ yòu 10^-21。 yǐ LIGO yǐn lì bō zhēn cè qì de shuāng bì 'ér yán， zhè yàng de biàn huà xiǎo yú yī kē zhì zǐ zhí jìng de qiān fēn zhī yī。 zhè yàng de 'àn lì yīnggāi kě yǐ zhǐ yǐn chū wèishénme zhēn cè yǐn lì bō shì shí fēn kùn nán de。 |
|
suī rán yǐn lì fú shè bìng wèi bèi qīng qīng chǔ chǔ dì“ zhí jiē” cè dào， rán 'ér yǐ yòu xiǎn zhù de“ jiànjiē” zhèng jù zhī chí tā de cún zài。 zuì zhù míng de shì duì yú mài chōng xīng（ huò chēng bō shà） shuāng xīng xì tǒng PSR1913+16 de guān cè。 zhè xì tǒng bèi rèn wéi jù yòu liǎng kē zhōng zǐ xīng， yǐ jí qí jǐn mì 'ér kuài sù de mó shì hù xiāng huán rào duì fāng。 qí bìng qiě chéng xiàn liǎo jiàn jìn shì de xuán jìn (in-spiral)， xuán jìn shí shuài qià hǎo shì guǎng yì xiāng duì lùn suǒ yù qī de zhí。 duì yú zhè yàng de guān cè， zuì jiǎn dān ( yě jīhū shì guǎng wéi jiē shòu ) de jiě shì wéi： guǎng yì xiāng duì lùn yī dìng shì duì zhè zhǒng xì tǒng de zhòng lì fú shè gěi chū liǎo zhǔn què de shuō míng cái dé yǐ rú cǐ。 tài lè hé hè 'ěr sī yīn wéi zhè xiē chéng jiù gòng tóng huò dé liǎo 1993 nián de nuò bèi 'ěr wù lǐ xué jiǎng。
1959 nián， měi guó mǎ lǐ lán dà xué jiào shòu wéi bó fā biǎo liǎo zhèng shí yǐn lì bō cún zài de xiāo xī， zhè yǐn qǐ liǎo shì jiè wù lǐ xué jiè yī zhèn kuáng rè de jī dòng。 shì qíng shì zhè yàng de， wéi bó děng rén zhì zào liǎo 6 tái yǐn lì bō jiǎn yàn qì， fēn bié fàng zài bù tóng dì diǎn jìn xíng cháng qī de jiǎn bō jìzǎi。 jiēguǒ fā xiàn zài gè tái jiǎn bō qì shàng dū jì lù dào yī zhǒng xiāng tóng de、 bù guī zé de“ rǎo dòng”， bìng zhèng míng tā bìng bù shì yóu shēng xué zhèn dòng、 dì zhèn、 diàn cí gān rǎo huò yǔ zhòu xiàn gān rǎo děng yǐn qǐ de， yīn cǐ， tā men rèn wéi“ bù néng pái chú zhè jiù shì yǐn lì bō ”。 zhī hòu， xǔ duō guó jiā de kē xué jiā cǎi yòng gè zhǒng fāng fǎ qǐ tú zhèng shí yǔ zhòu shēn chù de tóng yàng“ lái kè”， dàn zhōng wèi dé dào kěn dìng de jiēguǒ， yú shì jī dòng zhī yú， rén men biàn zhǐ néng tàn xī bà liǎo。
shè diàn tiān wén xué de péng bó fā zhǎn wéi wù lǐ xué jiā men xīn de tàn cè tú jìng。 shè diàn wàng yuǎn jìng de tàn cè běn lǐng bǐ guāng xué wàng yuǎn jìng qiáng dé duō， měi guó tiān wén wù lǐ xué jiā tài lè děng rén zài 1974 nián， kào zhe shè diàn wàng yuǎn jìng fā xiàn liǎo yī gè shuāng xīng tǐ xì héng héng mài chōng shè diàn yuán（ PSR1913+16）。 àn zhào guǎng yì xiāng duì lùn jì suàn， shuāng xīng hù xiāng rào zhuǎn fā chū yǐn lì fú shè， men de guǐ dào zhōu qī jiù huì yīn cǐ 'ér biàn duǎn，（ PSR1913+16） de biàn huà shuài wéi -2.6*10^-12。 ér zài 1980 nián， tā men yě shì cǎi yòng jīng mì de shè diàn yí qì， yóu shí yàn xíng dào guān chá zhí wéi -（ 3.2±0.01×10^-12, yǔ lǐ lùn jì suàn zhí zài wù chā fàn wéi nèi zhèng hǎo fú hé。 zhè kě yǐ shuō shì yǐn lì bō de dì yī gè dìng liàng zhèng jù。 shàng shù xiāo xī chuán kāi， yǐn qǐ wù lǐ xué jiè de jí dà zhèn dòng。 kē xué jiā men xìn xīn bèi zēng， wéi huān yíng yǐn lì fú shè zhè wèi yǔ zhòu“ jiāo kè” jiāng kāi zhǎn gèng wéi guǎng fàn de tàn suǒ yán jiū。 yīn wéi duì yǐn lì bō de tàn cè bù jǐn kě yǐ jìn yī bù yàn zhèng guǎng yì xiāng duì lùn de zhèng què xìng， ér qiě jiāng wéi rén lèi zhǎn xiàn chū yī fú quán xīn de wù zhì shì jiè tú jǐng， máng máng yǔ zhòu， zhǐ yào yòu wù zhì， dào chù yòu yǐn lì fú shè。
［ yǐn lì bō jī guāng gān shè yí］
LIGO hé GEO600 shì yòng lái cèliáng yǐn lì bō jí shí kōng jié gòu zhōng de bō dòng de gōng jù。 yǐn lì bō fēi cháng nán yǐ cèliáng， yīn wéi dāng tā men dào dá dì qiú de shí hòu yǐ jīng biàn dé fēi cháng ruò liǎo。
LIGO hé GEO600 tōng guò cèliáng liǎng tiáo jī guāng shù xiāng yù de shí hòu suǒ xíng chéng de gān shè tú yàng de biàn huà lái tàn cè yǐn lì bō 。 zhè xiē tú yàng yǐ lài yú jī guāng shù de chuán bō jù lí， dāng yǐn lì bō chuān guò shí jī guāng shù de chuán bō jù lí huì xiāng yìng biàn huà。
zhè zhǒng chēng zhī wéi jī guāng gān shè jì de tàn cè qì de líng mǐn dù， shì yǔ jī guāng chuán bō de jù lí chéng bǐ lì de。 yīn wéi tàn cè qì xū yào xún zhǎo de shì hěn wēi ruò de xìn hào， suǒ yǐ xū yào LIGO hé GEO de chǐ cùn xiāng dāng dà。
yǐn lì bō guān cè jī guāng gān shè yí (LIGO)
wèi yú měi guó de LIGO guān cè suǒ yōng yòu liǎng tào gān shè yí， yī tào 'ān fàng zài lù yì sī 'ān nà zhōu de lǐ wén sī dùn， lìng yī tào zài huá shèng dùn zhōu de hàn fú。 zài lǐ wén sī dùn de gān shè yí yòu yī duì fēng bì zài 1.2 mǐ zhí jìng de zhēn kōng guǎn zhōng de 4 gōng lǐ cháng de bì， ér zài hàn fú de gān shè yí zé shāo xiǎo， zhǐ yòu yī duì 2 gōng lǐ cháng de bì。
zhè 'èr tào LIGO gān shè yí zài yī qǐ gōng zuò gòu chéng yī gè guān cè suǒ。 zhè shì yīn wéi jī guāng qiáng dù de wēi xiǎo biàn huà、 wēi ruò dì zhèn hé qí tā gān rǎo dōukě néng kàn qǐ lái xiàng yǐn lì bō xìn hào， rú guǒ shì cǐ lèi gān rǎo xìn hào， qí jì lù jiāng zhǐ chū xiàn zài yī tái gān shè yí zhōng， ér zhēn zhèng de yǐn lì bō xìn hào zé huì bèi liǎng tái gān shè yí tóng shí jì lù。 suǒ yǐ， kē xué jiā kě yǐ duì 'èr gè dì diǎn suǒ jì lù de shù jù jìn xíng bǐ jiào dé zhī nǎ gè xìn hào shì zào shēng。
LIGO cóng 2003 nián kāi shǐ shōu jí shù jù。 tā shì mù qián quán shì jiè zuì dà de、 líng mǐn dù zuì gāo de yǐn lì bō tàn cè suǒ。 yī xì liè de shēng jí jìhuà jiāng gèng jìn yī bù tí gāo qí líng mǐn dù。 ( lái yuán jī guāng zhī jiā http://www.laserhome.cn) |
yǐn lì bō huì chuán dì néng liàng |
kē xué shè qún zhōng yòu bù fēn rén yī kāi shǐ duì yú“ yǐn lì bō shì fǒu huì rú tóng diàn cí bō yī bān kě yǐ chuán dì néng liàng” gǎn dào kùn huò， zhè yàng de kùn huò lái zì yú yī xiàng shì shí： yǐn lì bō méi yòu jú yù néng liàng mì dù héng héng rú cǐ duì yú yìng lì - néng liàng zhāng liàng de liàng zhí bù huì zào chéng gòng xiàn。 bù xiàng niú dùn yǐn lì， ài yīn sī tǎn yǐn lì bù shì yī xiàng lì lǐ lùn。 yǐn lì zài guǎng yì xiāng duì lùn zhōng bù shì yī zhǒng lì， tā shì jǐ hé。 yīn cǐ zhè yàng de chǎng yuán lái bèi rèn wéi bù hán néng liàng， yī rú yǐn lì shì。 rán 'ér zhè chǎng què shí kě yǐ xié dài néng liàng， rú tóng tā kě yǐ zài yuǎn chù zuò chū jī xiè gōng。 ér zhè yǐ jīng yòng kě chuán shū néng liàng de yìng lì - néng liàng wěi zhāng liàng jìn xíng zhèng míng guò， yě kě kàn chū fú shè shì rú hé jiāng néng liàng wǎng wài xié dài dào wú xiàn yuǎn chù。
yǐn lì bō tiān wén xué
yǐn lì bō tiān wén xué shì guān cè tiān wén xué 20 shì jì zhōng yè yǐ lái zhú jiàn xīng qǐ de yī gè xīn xīng fēn zhī， qí fā zhǎn jī chǔ shì guǎng yì xiāng duì lùn zhōng yǐn lì de fú shè lǐ lùn zài gè lèi xiāng duì lùn xìng tiān tǐ xì tǒng yán jiū zhōng de yìng yòng。 yǔ jī yú diàn cí bō guān cè de chuán tǒng guān cè tiān wén xué xiāng duì bǐ， yǐn lì bō tiān wén xué shì tōng guò yǐn lì bō zhè gè tú jìng lái guān cè fā chū yǐn lì fú shè de tiān tǐ xì tǒng。 yóu yú wàn yòu yǐn lì xiāng hù zuò yòng hé diàn cí xiāng hù zuò yòng xiāng bǐ qiáng dù shí fēn wēi ruò， yǐn lì bō de zhí jiē guān cè duì xiàn yòu jì shù 'ér yán hái shì yī gè hěn dà de tiǎo zhàn。 zì 1916 nián 'ài yīn sī tǎn fā biǎo guǎng yì xiāng duì lùn， zài lǐ lùn shàng yù yán yǐn lì bō de cún zài yǐ lái， yǐn lì bō zhì jīn wèi néng zài shí yàn shàng zhí jiē bèi jiǎn cè dào。 yīn cǐ cóng zhè gè yì yì shàng shuō， zhēn zhèng shí xiàn tōng guò yǐn lì bō de guān cè lái cóng shí yàn shàng yán jiū tiān tǐ xì tǒng， cóng 'ér wán shàn yǐn lì bō tiān wén xué zhè yī xīn xīng lǐng yù hái wéi shí shàng zǎo。 dàn cóng xiāng guān de lǐ lùn yán jiū jiǎo dù lái kàn， lǐ lùn shàng de yǐn lì bō tiān wén xué yǐ jīng cún zài， tā de fā zhǎn jī chǔ shì 20 shì jì zhōng yè yǐ lái zài yǐn lì fú shè kuàng jià xià de tiān tǐ wù lǐ xué yán jiū， qí zhōng zuì zhù míng de lì zǐ shì pǔ lín sī dùn dà xué de lā sài 'ěr · hè sī（ RusselHulse） hé yuē sè fū · tài lè（ JosephTaylor） fā xiàn de mài chōng shuāng xīng， PSR1913+16， zhè xiē yán jiū shǐ rén men zhú jiàn fā xiàn xiāng duì lùn xìng yǐn lì zài tiān tǐ xì tǒng zhōng de zhòng yào dì wèi。 ér cóng shí yàn de jiǎo dù lái kàn， yǐn lì bō de tàn cè jì shù yán jiū yǐ jīng qǔ dé liǎo xiāng dāng de chéng guǒ， yán jiū rén yuán yù cè rén lèi hěn yòu kě néng zài bù yuǎn de jiāng lái shí xiàn duì yǐn lì bō de zhí jiē tàn cè。
guǎng yì xiāng duì lùn yù yán xià de yǐn lì bō lái zì yú yǔ zhòu jiān dài yòu qiáng yǐn lì chǎng de tiān wén xué huò yǔ zhòu xué bō yuán， jìn bàn gè shì jì yǐ lái de tiān tǐ wù lǐ xué yán jiū biǎo míng， yǐn lì fú shè zài tiān tǐ xì tǒng zhōng chū xiàn de chǎng hé fēi cháng fēng fù。 zhè xiē kě qī dài de bō yuán bāo kuò yín hé xì nèi de shuāng xīng xì tǒng（ bái 'ǎi xīng、 zhōng zǐ xīng huò hēi dòng děng zhì mì xīng tǐ zǔ chéng de shuāng xīng）， hé wài xīng xì nèi de chāo dà zhì liàng hēi dòng de hé bìng， mài chōng xīng de zì zhuǎn， chāo xīn xīng de yǐn lì tān suō， dà bào zhà liú xià de bèi jǐng fú shè děng děng。 yǐn lì bō de guān cè yì yì bù jǐn zài yú duì guǎng yì xiāng duì lùn de zhí jiē yàn zhèng， gèng zài yú tā néng gòu tí gōng yī gè guān cè yǔ zhòu de xīn tú jìng， jiù xiàng guān cè tiān wén xué cóng kě jiàn guāng tiān wén xué kuò zhǎn dào quán bō duàn tiān wén xué nà yàng jí dà kuò zhǎn rén lèi de shì yě。 chuán tǒng de guān cè tiān wén xué wán quán yǐ kào duì diàn cí fú shè de tàn cè， ér yǐn lì bō tiān wén xué de chū xiàn zé biāo zhì zhe guān cè shǒu duàn yǐ jīng kāi shǐ chāo yuè diàn cí xiāng hù zuò yòng de fàn chóu， yǐn lì bō guān cè jiāng jiē shì guān yú héng xīng、 xīng xì yǐ jí yǔ zhòu gèng duō qián suǒ wèi zhī de xìn xī。
yǔ jī yú diàn cí bō guān cè de chuán tǒng guān cè tiān wén xué bù tóng， yǐn lì bō tiān wén xué jù yòu rú xià tè diǎn：
yǐn lì bō zhí jiē lián xì zhe bō yuán zhěng tǐ de hóng guān yùn dòng， ér fēi rú diàn cí bō nà yàng lái zì dān gè yuán zǐ huò diàn zǐ de yùn dòng de dié jiā， yīn cǐ yǐn lì fú shè suǒ jiē shì de xìn xī yǔ diàn cí fú shè guān cè dào de wán quán bù tóng。 lì rú duì yī gè shuāng xīng xì tǒng guān cè dào de yǐn lì bō de piān zhèn jiē shì liǎo qí shuāng xīng guǐ dào de qīng xié dù， zhè lèi guān yú bō yuán yùn dòng de hóng guān xìn xī tōng cháng wú fǎ cóng diàn cí fú shè guān cè zhōng qǔ dé。 rú guǒ bǐ jiào bō cháng yǔ bō yuán chǐ cùn de guān xì， yǔ zhòu jiān de yǐn lì bō bìng bù xiàng diàn cí bō nà yàng bō cháng bǐ bō yuán chǐ cùn xiǎo hěn duō， zhè shǐ dé yǐn lì bō tiān wén xué tōng cháng bù néng xiàng diàn cí bō tiān wén xué nà yàng duì bō yuán jìn xíng pāi zhào chéng xiāng， ér shì lèi sì shēng bō zhí jiē cóng bō xíng fēn xī bō yuán de xìng zhì。 dà duō shù yǐn lì bō yuán hěn nán huò gēn běn wú fǎ tōng guò diàn cí fú shè zhí jiē guān cè dào（ lì rú hēi dòng）， zhè gè shì shí fǎn guò lái yě chéng lì； kǎo lǜ dào xiàn zài yī bān rèn wéi yǔ zhòu jiān bù fā shè rèn hé diàn cí bō de 'àn wù zhì suǒ zhàn bǐ lì yào yuǎn dà yú fā shè diàn cí bō de yǐ zhī wù zhì， àn wù zhì yǔ wài jiè de wéi yī xiāng hù zuò yòng jí shì yǐn lì xiāng hù zuò yòng， yǐn lì bō tiān wén xué duì zhè xiē 'àn wù zhì de guān cè jù yòu zhòng yào yì yì。 yǐn lì bō yǔ wù zhì de xiāng hù zuò yòng fēi cháng ruò， zài chuán bō tú jìng zhōng jī běn bù huì xiàng diàn cí bō nà yàng róng yì fā shēng shuāi jiǎn huò sǎnshè， zhè yì wèi zhe tā men kě yǐ jiē shì yī xiē yǔ zhòu jiǎo luò shēn chù de xìn xī， lì rú yǔ zhòu dàn shēng shí xíng chéng de yǐn lì fú shè zhì jīn réng rán zài yǔ zhòu jiān jīhū wú shuāi jiǎn dì chuán bō， zhè wéi zhí jiē guān cè dà bào zhà tí gōng liǎo jǐn yòu de kě néng。 |
|
yinlibo
yǐn lì bō
gravitationalwaves
yǐ bō dòng xíng shì hé yòu xiàn sù dù chuán bō de yǐn lì chǎng。 suī rán， ài yīn sī tǎn yú 1916 nián céng yù yán , jiā sù de zhì liàng kě néng yòu yǐn lì bō cún zài , dàn tā tí chū de yǐn lì bō yǔ zuò biāo xuǎn qǔ yòu guān， zài mǒu yī gè cān kǎo xì kàn lái， yǐn lì bō kě néng yòu néng liàng， ér huàn yī gè cān kǎo xì kě néng jiù méi yòu。 yīn cǐ zài chū qī， bāo kuò 'ài yīn sī tǎn běn rén zài nèi de dà duō shù rén duì yǐn lì bō dū chí huái yí tài dù。 1956 nián， pí lā ní tí chū yī gè yǔ zuò biāo xì xuǎn qǔ wú guān de yǐn lì bō dìng yì； 1957 nián， bāng dí jìn 'ér cóng lǐ lùn shàng zhèng míng yǔ zuò biāo xuǎn qǔ wú guān de píng miàn yǐn lì bō de cún zài。 1959 nián， bāng dí、 pí lā ní hé luó bīn sēn gèng jìn yī bù zhèng míng， jìng zhǐ wù tǐ zài yǐn lì bō mài chōng zuò yòng xià huì chǎn shēng yùn dòng， zhè jiù jiànjiē dì zhèng míng yǐn lì bō xié dài zhe néng liàng， bìng kě bèi tàn cè dào。
guǎng yì xiāng duì lùn yù yán， yǐn lì bō de zhù yào xìng zhì yòu： ① zài zhēn kōng zhōng yǐ guāng sù chuán bō； ② xié dài néng liàng hé yǔ bō yuán yòu guān de xìn xī； ③ shì héng bō， zài yuǎn yuán chù wéi píng miàn bō； ④ zuì dī cì wéi sì jí fú shè； ⑤ fú shè qiáng dù jí ruò（ rú liǎng gè zhì zǐ zǔ chéng de xuánzhuàn tǐ xì fú shè de yǐn lì bō qiáng dù yuē wéi tā suǒ fú shè de diàn cí bō qiáng dù de 1/1037） ; ⑥ wù zhì duì yǐn lì bō xī shōu xiàolǜ jí dī， chuān tòu xìng jí qiáng（ rú dì qiú duì yǐn lì bō jīhū shì tòu míng de）； ⑦ qí piān zhèn tè xìng wéi liǎng gè dú lì de piān zhèn tài děng。
yóu yú yǐn lì fú shè jí ruò， mù qián hái bù kě néng zài shí yàn shì lǐ fā shè kě gōng tàn cè de yǐn lì bō 。 dà zhì liàng tiān tǐ de jī liè huó dòng kě fā shè chū qiáng yǐn lì bō 。 lì rú， shuāng xīng tǐ xì gōng zhuǎn、 zhōng zǐ xīng zì zhuǎn、 chāo xīn xīng bào fā， jí lǐ lùn yù yán de hēi dòng de xíng chéng、 pèng zhuàng hé bǔ huò wù zhì děng guò chéng， dōunéng fú shè jiào qiáng de yǐn lì bō 。
kě yǐ tōng guò guān cè shuāng xīng guǐ dào cān shù de biàn huà lái jiànjiē yàn zhèng yǐn lì fú shè de cún zài。 shuāng xīng shì yī zhǒng diǎn xíng de yǐn lì bō fú shè yuán。 shuāng xīng yóu yú bù duàn fú shè yǐn lì bō ， néng liàng zhú jiàn jiǎn xiǎo， cóng 'ér shǐ jiān jù biàn xiǎo， gōng zhuǎn zhōu qī biàn kuài。 suǒ yǐ， tōng guò duì shuāng xīng tǐ xì gōng zhuǎn zhōu qī biàn huà děng cān shù de guān cè， jí kě dìng liàng yàn zhèng yǐn lì fú shè zǔ ní de cún zài。 J.H. tài lè děng cè dé shè diàn mài chōng shuāng xīng PSR1913+16 de gōng zhuǎn zhōu qī P □ =27906.98172±0.00005 miǎo（ 1978 nián 11 yuè de zhí）， zhōu qī biàn shuài dP□ /dt=(-3.2±0.6)×10□； ér gēn jù guǎng yì xiāng duì lùn， cǐ shuāng xīng tǐ xì yóu yú fú shè yǐn lì bō ， gōng zhuǎn zhōu qī huì yòu rú xià de biàn shuài： dP□ /dt=-2.6×10□。 shí cè zhí zài 20 ％ de wù chā fàn wéi nèi yǔ guǎng yì xiāng duì lùn yù yán zhí xiāng fú。 zhè shì yǐn lì bō cún zài de dì yī gè jiànjiē dìng liàng zhèng jù。 jiǎn yàn yǐn lì bō cún zài de dì 'èr gè fāng fǎ shì zhí jiē tàn cè。 yǐn lì bō xié dài néng liàng， chuān guò wù tǐ shí kě shǐ wù tǐ huò dé néng liàng 'ér chǎn shēng yùn dòng。 yīn cǐ， kě yòng zhì liàng tǐ xì zuò tiān xiàn， zhí jiē jiē shōu tiān tǐ yuán fā shè lái de yǐn lì bō 。 yǐn lì bō chuán bō shí， zài chuí zhí yú qí qián jìn fāng xiàng de píng miàn nèi de chǎng shì bù jūn yún de。 zài chuí zhí qián jìn fāng xiàng de píng miàn nèi， liǎng dú lì piān zhèn tài zài mǒu yī shí kè de lì xiàn tī dù yǔ chǔyú gāi píng miàn nèi de sì gè jiǎn yàn zhì liàng A、 B、 C、 D de shòu lì hé yùn dòng fāng xiàng rú tú yǐn lì bō de liǎng gè dú lì piān zhèn tài de lì xiàn hé zhì diǎn shòu lì tú suǒ shì。 yǐn lì bō chuān guò shí , zhì diǎn suí zhe bō de chuán bō 'ér zuò gòng zhèn yùn dòng。 měi guó mǎ lǐ lán dà xué de J. wéi bó shǒu chuàng yòng yī gēn lǚ bàng zuò wéi tiān xiàn jìn xíng guān cè。 tiān xiàn de líng mǐn dù yǔ qí wēn dù chéng fǎn bǐ , yǔ qí zhì liàng hé pǐn zhì yīn shù de píng fāng gēn (Q1/2) chéng zhèng bǐ。 suǒ yǐ , xiàn zài fā zhǎn zhōng de tiān xiàn duō cǎi yòng dī wēn（ yī bān yòng dào 1 ～ 4.2K， zuì dī jìhuà yòng 3mK）、 dà zhì liàng（ zuì dà wéi 5 dūn） hé gāo pǐn zhì yīn shù cái liào（ dān jīng cái liào Q yuē wéi 10□） zuò tiān xiàn。 wèile pái chú shēng、 diàn、 jī xiè gān rǎo , tiān xiàn dōubèi zhì yú fēi cháng yán gé de gé lí huán jìng zhōng , bìng yòng xiāng jù hěn yuǎn（ shàng qiān gōng lǐ） de liǎng dì fú hé lái zēng jiā zhì xìn dù。 jìn xíng guò zhè zhǒng guān cè de yòu shí jǐ gè zǔ， zhǐ yòu wéi bó xuān chēng tàn cè dào liǎo bù néng pái chú shì yǐn lì bō de xìn hào。 qí tā shí yàn shì dōuméi yòu dé dào zhè yī jiēguǒ， suǒ yǐ wéi bó de jiēguǒ méi yòu dé dào gōng rèn。 xiàn zài yán zhì zhōng de dī wēn dà zhì liàng tiān xiàn、 dī wēn gāo pǐn zhì yīn shù cái liào（ dān jīng） tiān xiàn hé cháng jī xiàn gāo gōng shuài jī guāng gān shè yí děng de zuì gāo líng mǐn dù， dōuyào qiú dá dào néng gòu tàn cè jìn lín xīng xì zhōng chāo xīn xīng bào fā de yǐn lì fú shè de shuǐ píng。
cān kǎo shū mù wéi bó zhù , chén fèng zhì、 zhāng dà wèi yì :《 guǎng yì xiāng duì lùn yǔ yǐn lì bō 》， kē xué chū bǎn shè , běi jīng ,1977。 (J.Weber,GeneralRelativityandGravitationalWaves,IntersciencePubl.,NewYork,1961.)
（ qín róng xiān chén jiā yán）
|
|
- : attractive wave
|
|
| zì rán kē xué | wù lǐ | tàn cè qì | gōng jù | |
|
|
| tàn cè yǐn lì bō | yǐn lì bō lǐ lùn | yǐn lì bō tiān wén xué | | yóu lái yǐn lì bō lǐ lùn | bàng zhuàng yǐn lì bō tàn cè qì | jī guāng gān shè yǐn lì bō tiān wén tái | | tiān wén yǐn lì bō guó jì shǔ qī xué xiào | guǎng yì xiāng duì lùn yǔ yǐn lì bō | |
|