今天来给大家分享一下关于什么比光速快一万倍-比光速快一亿倍的速度的问题,以下是对此问题的归纳整理,让我们一起来看看吧。

在宇宙中“引力波”比光速快10000倍这个说法成立吗?
引力波以光速传播,而不是超光速。可能是引力波可以超过光速,这可能混淆了引力波和宇宙膨胀这两个概念。引力波被称为“时间的涟漪空”,是一种时间空振动和瞬间空运动。宇宙的膨胀也是时间空运动。既然宇宙膨胀可以快于光速,为什么引力波不能快于光速?因为观念不同,导致的原因也不一样。
什么是引力波?
引力波是广义相对论的一个预测,广义相对论无法预测超光速的物理现象。这个答案可能不能让你满意,但却是事实。
为了便于理解,大部分科普人士解释的科学理论往往局限于定性的描述,但一些国际上能认可的理论预测,其实是有定量的物理公式支撑的。这些物理公式的计算结果决定了一些理论预测的物理性质。引力波就是这种情况。虽然脱胎于相对论场方程,但其推导思想来自电磁波理论。
爱因斯坦在1916年普鲁士科学院的会议上提出了引力波的概念,但讨论不够清楚,存在计算错误。直到1918年发表了关于引力波的论文,引力波的性质才被重新定义。
什么是引力波?可以和大家熟悉的电磁波相比。电磁波是电磁场在空中的传播,而引力波是引力场的传播。
引力波与电磁波的异同
电磁波是电荷加速运动产生的,无论是线加速度还是向心加速度都会产生。同样,质量大的物体加速也会产生引力波。
在相对论中,引力场相当于时间空弯曲。作为引力源,如果物质加速运动,其周围的引力场会发生变化,弯曲度会瞬间发生变化。这种变化不可能在整个时间内瞬间发生空,而是以光速从变化的中心向各个方向传播。这是引力波。
为什么是光速?是在公式推导中决定的,不方便展开。当然你可以说你说的引力波不是爱因斯坦定义的引力波,所以不可能讨论。毕竟只有在同一个定义下讨论才有必要。
引力波和电磁波非常相似。电磁波由交变电场和磁场组成,而引力波由交变空时空曲率组成。你可以把空和时间之间的曲率起伏变换理解为一个交互场。
引力波和电磁波都是横波,即波的振动方向与传播方向垂直。电磁波是矢量波,即电场和磁场的方向是固定的,不随波的传播而变化;引力波是张量波,即时间和空之间的涨落随着波的传播而不断变化,就像一个螺旋旋转的电钻。
引力波是爱因斯坦把电磁波的概念推广到引力场,解决了牛顿留下的引力传播问题。重力是通过引力波传播的,而不是远距离的瞬时作用。其“电钻”属性也使其具有很强的穿透力。当然,这些都不是问题的重点。重点是引力波是有质量的物体加速运动产生的。
理论上来说,我们每个人都能产生引力波,但是很小。甚至太阳系行星之王木星绕太阳运行产生的引力波功率也只有5千瓦左右,根本无法探测。所以我们现在说的引力波,大多只是指超新星爆发、双脉冲星运动、双中子星合并、黑洞合并等剧烈天体活动引起的时间空涟漪效应。
宇宙膨胀
在20世纪20年代,一个名叫哈勃的人观察到我们周围的星系正在远离我们。而且他总结了一个很短的定律:一个星系离我们越远,离我们就越快。以地球为坐标,星系的距离每增加100万光年,其距离每秒增加21公里。这个定律用哈勃常数来表示,但是这个常数一直随着我们观测方法的进步而变化。
这个现象,结合相对论,直接导致一个意想不到的结果,不是星系在倒退,而是我们的宇宙在膨胀。想象一下,我们的宇宙是烤箱里的吐司,我们的星系只是面团里的一粒葡萄干。所有的葡萄干都在面包膨胀的过程中漂走了。
宇宙膨胀的原因一般被认为是暗能量。当然,暗能量的解释仍然充满争议,没有定论,但至少它不是我们所知道的普通物质。
总结
宇宙膨胀和引力波,虽然都是时间空运动,但起因不同,结果也不同。引力波的本质是描述引力如何传播,在相对论体系中不能超过光速。
此外,美国引力波激光干涉天文台LIGO的观测结果也证实了这一点。如果引力波真的是10000倍光速的话,根本探测不到。
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。这个问题真的汇集了所有的“大神”。引力波的速度就是光速。你从哪里得出比光速快一万倍的结论?
万有引力定律最早由牛顿提出,但牛顿并没有从本质上解释引力。从牛顿的万有引力定律可以推断出引力是超距作用的,对此牛顿本人表示怀疑。
远处的动作是什么?
举个简单的例子:对于太阳和地球这个天体系统来说,如果太阳因为外力瞬间消失,那么根据万有引力定律,太阳的引力也会瞬间消失,地球会立刻脱离原来的轨道。
目前量子力学中只有量子纠缠是一种距离作用,也被爱因斯坦称为幽灵般的距离作用。这个速度远远快于光速。
爱因斯坦对引力的解释
爱因斯坦在1916年提出了广义相对论,并在广义相对论的基础上预言了引力波的存在,这是广义相对论的洛伦兹不变性的结果。广义相对论的核心是时间空弯曲,引力只是时间空弯曲的外在表现。简单的理解就是当空告诉质量时质量告诉如何弯曲,当空告诉质量时如何移动。
这意味着天体的存在可以引起时间空弯曲,如果天体加速,就会产生时间空波纹,而这个时间空波纹的传播速度就是光速。也就是说引力的相互作用是有速度的。即使太阳突然消失,弯曲也会以光速消失,大约八分半钟后地球就会脱轨。
引力波也已经在两年前被发现,发现者获得了诺贝尔奖。发现者之一是霍金的好朋友、《星际穿越》的科学顾问索恩。
欢迎关注我们:科学黑洞!图片来源网络入侵。
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。
以上就是由优质生活领域创作者 嘉文社百科网小编 整理编辑的,如果觉得有帮助欢迎收藏转发~
本文地址:https://www.jwshe.com/1237263.html,转载请说明来源于:嘉文社百科网
声明:本站部分文章来自网络,如无特殊说明或标注,均为本站原创发布。如若本站内容侵犯了原著者的合法权益,可联系我们进行处理。分享目的仅供大家学习与参考,不代表本站立场。