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波动 Sat Oct 27 21:44:24 CST 2018

         我们已经知道巨大质量的物体是如何使时空产生弯曲并在宇宙中形成局部涡旋的。然而.究竟什么样的天体才能在空间产生波动昵?波动又是如何产生的呢?为回答这个问题.我们首先要知道什么是引力波。要了解什么叫引力波,我们有必要将之与我们所司空见惯的辐射形式—电磁波作一比较.引力波和电磁波之间最根本的区别在于:引力波只有一极,即永远是正的。而电磁波有两极—正极和负极,其结果是,其电荷数水远不可能大量积累。例如,有雷雨时,当云中的电荷数达到一定的量之后,就会出现闪电进行放电。从这一点上来说,电具有自身中和的属性。基于同样原因,原子几乎总要保持同样数目的质子和中子,所以它们保持着电中性。

        引力却完全不同。它可以无限制地进行积累。虽然一个质子的引力是其电磁力的104“分之一但引力可一直积累到极大量,从而使其超过电磁力。例如.我们可从中子星的塌缩过程得到启示。事实上,在一定条件下.仅仅来自于一个引力源的引力波强度,就可与宇宙中所有恒星所输出的总电磁能相比高。

        引力波可简单地解释为,它们是波动于时空曲率中的涟漪。准确地说,这种观点对理解它们的属性没有什么特别的帮助。然而,我们可从引力的基本知识出发,导出引力波的某些属性。引力的其中一个重要属性是:在一定的距离上,一个像地球一样的球形物体所产生的引力与该球体所有的质量集中于一点时所产生的引力相同。换句话说,在地球表面的引力,与地球所有质耸集中在地球中心一点时所产生的引力完全一样。虽然地球的自发塌缩是不可能的,但就恒星而言,这样的事情却可以发生,如黑洞的形成等。不管是地球还是某个恒星,如果其收缩成一个点.则其引力并不发生变化。若其引力不发生变化,则其周围的时空也不发生变化,引力波自然也不变化.

        我们可用另一种方式来解释引力波。我们依旧将之与电磁波进行比较。如果你拿两个球,并在它们中间加上很高的电压.左边的球就会带正电,右边的球就会带负电。而后反转电池的终端接线。如果我们能够很快地完成上述动作.并不断地重复之,那么,我们就可在两个球之间形成电荷振荡:电磁波就在这一过程中产生。正电荷到左边的运动与负电荷到右边的运动是无法区分的。这种类型的振荡可被看作电荷的来回运动,也可称为偶极振荡,是电磁波的特征形式。

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