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LIGO
引力波源
广义相对论

光速
引力波
其它

LIGO

问:我们怎么知道 LIGO 一臂的长度是精确的 4 km(左右)?
答:实际上,干涉仪测量的是两臂长度之差。在无引力波时,它们并不都是精确的 4km 长,但那完全不影响仪器的灵敏度...

问:我知道,科学家们相信可以侦测到的引力波都来自于超大质量的物体,譬如双星系统、脉冲星及超新星等。Einstein@Home 所寻找的引力波是来源于这些波源中的某一种吗?
答:引力波观测激光干涉仪(LIGO)正实现对那些波源(及更多波源)的搜索,但 Einstein@Home 正在进行的是“全天脉冲星搜索”,正如你在每一个 WU(Work Unit)的页面上方所看见的...

问:用干涉测量的术语来说,LIGO 和德国探测器间的基线长度是否足够长,从而能精确定位引力波源的位置?Einstein@home 的屏保中显示了一个天空中的当前探索位置,这个位置是怎么来的?这让人感觉它是一个主动的观测系统而不是一个被动的、先探测到波然后试图定位波源的系统。是我理解错了吗?
答:物理上来讲,LIGO 是被动的。造在哪就在哪了。所谓的“指向”仅存在于数据处理的过程中...

问:有没有直接探测到过引力波而不是探测其效应?
答:还没有。第一次对引力波的间接的证明是在观察互相绕对方旋转的双中子星时找到的,双星轨道的收缩速度精确地符合由引力波导出的收缩速度...

问:如果在先进 LIGO 投入使用后仍然找不到引力波,物理学家们将会怎么办?他们会放弃搜索还是对理论进行修改?
答:如果先进 LIGO 在一两年后还探测不到任何引力波信号,这将比能探测到还更具有革命性,不过我现在仍认为信号应该是能探测到的。原因之一是我们已经有了大量的间接证据可以证明引力波的存在...

引力波源

问:一个所谓的固体夸克星体会在受到“短时脉冲波形干扰”后由于瞬间惯性的改变而产生引力波?这一发现能够证明或者排除那些陌生的夸克星体的存在吗?
答:“短时脉冲波形干扰”一词是当无线电天文学家发现脉冲星的频率突然跳跃而命名的。在大多数情况下,脉冲星在以电磁波(无线电,光等)和重力波的形式释放能量和角动量,所以它的频率会连续的下降(而且非常慢)...

问:既然对称的结构不会产生引力波,那为了从脉冲星探测到引力波,是不是脉冲星必须是绕轴进动的?
答:进动的星体确实会辐射引力波,但它们并非唯一的选择。绕旋转轴的任何不对称都会导致引力波的产生...

问:是否有估算过引力波的传播速度?
答:爱因斯坦认为引力波应该是以光速来进行传播的。注意:是真空中的光速,而不是在介质中被减慢的光速...


广义相对论

问:我总是认为在外太空之中是没有上下之分的,这好像不对,因为物质好像能导致时空的弯曲而其它物体会向弯曲方向运动。那我到底忘了什么导致我的错误呢? 
答:物质当然会导致时空的弯曲,甚至在外太空这依然成立。但是这与上下无关...

问:白洞存在吗?如果存在的话它们都怎么形成的?时间在白洞里面是否仍然有效,既然它们和黑洞是相反的?
答:白洞确实是和黑洞相反的,但很可能在现实中是不存在白洞的...

问:引力子是否存在?如果存在的话,为什么还从来没有探测到过?引力子如何与爱因斯坦的引力理论(引力实际上是时空结构的扭曲)相结合?
答:首先,什么是引力子?微观上来看,宇宙中其它的基本力都是通过交换“载体”粒子来作用的。光子是电磁波的载体...

问:我印象中引力应该是一个场。为什么它可以既是场又是波?
答:波只是场的一种特定行为,也就是它在时空中的位置按一定方式进行改变。但场能做到的并不仅仅是波,它还可以不随时间变化或者不像波那样进行变化...

问:引力波会扭曲时间和空间吗?我能理解空间的扭曲以及如何去测量其差异,但你们如何能够知道时间的扭曲是否会影响 LIGO 中的激光束?
答:你可以说引力波会扭曲时间和空间,但更精确的说它们扭曲的是时空,而你看到的究竟是单纯空间或单纯时间的扭曲,还是空间和时间的某种组合,依赖于你自己是如何移动的(也就是你所在的参照系)...

光速

问:如果我们以光速行进并打开灯将会发生什么?黑暗有传播速度吗?
答:我的实验表明当我打开冰箱门时黑暗立即离开了冰箱。其实黑暗的离开和光线的进入就是一回事,因此我不能看到它的离开过程再正常不过了,光的传播速度可是非常之快的...

问:好像光速并不是恒定的。有人证明光能在室温下以1.4倍光速(c)的速度进行传播。
答:您会在新闻中听到很多类似的言论,并且往往都宣称突破了光速c的限制。但实际上他们并没有真正做到...

问:为什么由相对论原理以及光速的不变性可以推导出光不需要介质即可传播?
答:麦克斯韦关于电磁场的方程组即暗示了狭义相对论,虽然在那个时候(爱因斯坦还没有出生)还不明显...

问:我听说核反应堆里的粒子可以走得比光还要快。这是真的吗?怎么会有物体的速度比光还要快?
答:嗯,这是真的。实际上放射性材料会发光也是因为同样的原因...

引力波

问:我们所期望寻找到的引力波的振幅、频率和波长分别是多少?
答:每种探测器都只能在特定的频率范围找到引力波...

问:引力波是否曾被成功的探测到了,能期望这些知识引发新的技术进步么?
答:虽然我们至今还没有探测到引力波,但是已经从搜索的成果中衍生出了新技术...

其它

问:暗色真的比亮色吸引更多的热量吗?
答:您可以那样说,但“吸引”并不太确切...

问:常量 c(光速)、epsilon_0(真空介电常数)和 alpha(精细结构常数)中哪一个更基本?还是同样基本?
答:这些常量均包含同样的信息-可以互相转换(借助其它常量)。但它们的量纲并不相同...

问:在您看来,阿尔伯特·爱因斯坦对今天人们的生活方式有重大影响吗?德国人对他的看法是否和英国人一样?
答:我不清楚各个国家的人们对爱因斯坦的看法是否不同,但即使是从应用的角度来看他对我们现在的生活的影响仍是相当多的...

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