引力波是如何探測

引力波是如何探測

引力波是如何探測的?

現代物理學已經預見到有“引力波”的存在，而且在天文觀測上已間接得到證實，然而欲直接測到它，確實不是輕而易舉的。

早在1916年，愛因斯坦就提出了旋轉棒方案，若使用這一方案，即用一條長20米、重500噸的鋼棒，以極限速度繞律中心旋轉，所輻射出來的引力波還遠未達到一億億分之一瓦，其輻射功率就目前技術水平還不可能探測到。此外，還有一些科學家提出了很多其它設計并進行了試驗，但都達不到要求。當然，隨著研究的進展，我們相信總有一天能達到這一突破。

為了測出引力波并弄清它的性質，從而控制它、利用它，物理學家們一方面研究新的探測方法和提高探測儀器的靈敏度，同時

因此，當孕婦發覺已超過預產期時，應到醫院檢查，加強圍產期的醫療監護，通過對胎兒成熟度的預測，決定應該采用的措施，以保證母嬰的安全。在尋找能輻射大功率引力波的對象。因此，他們自然地想到了天體。在無窮無盡的宇宙中有極多大質量的天體，已知有如下天體及物理過程可輻射大能量的引力波：雙星系統，中子星的自轉，星系的非球對稱爆炸，黑洞的形成和碰撞，物質落入黑洞，超新星爆發，星際物質庫侖散射，引力背景輻射等等。如獅子座UV雙星，它所輻射的引力波能量就達600萬億億瓦之巨，但該星距離地球有220光年，因而到達地球的能量，每平方厘米就只有一千億分之一瓦了。雖然很弱，但經過努力還是可以測到。最近對雙星引力輻射阻尼的觀測，已間接證實了引力波的存在，所以對雙星引力波輻射的直接測量將有可能實現。

引力波探測方法很多，目前國內外常用的方法是，用一根損耗較少的物體(一般是合金銘，最近有些國家用藍寶石單晶，硅單晶，鈮等)作天線，當引力波到達時，引力波與天線相互作用使天線發生振動，然后把天線的振動測出來就成了。然而一條重1.5噸、150厘米、直徑約66厘米的鋁律，最強的天體源的引力波，也只能引起它一萬億億分之一厘米振幅的振動。要把這樣的振動測出來，可想而知是一件極為困難的事。因此，對引力波進行探測，就需要一系列特殊精密的實驗技術和裝置。

如：(l)要有一個大的真實設備，以進行聲學隔離;(2)要有一套高度減振、減沖擊的裝置;(3)要精密恒溫;(4)要對電磁幅射、宇宙線、地震、重力加速度。固體潮、地傾、地磁、供電線路等進行嚴格的綜合監視記錄，以排除干擾;(5)盡管采取了嚴格的措施，仍然不能絕對避免某些干擾信號漏進來，為此就要進行符合測量(即通過相隔很遠的兩個同樣探測器之間的信號進行符合測量);(6)要有高質量的能量轉換裝置，以便更有效地把天線振動變成電訊號;(7)要將天線降溫到-273℃左右，即接近絕對零度;(8)采取適當的方法是掛天線，以減少無線的損耗(目前國外多用低溫超導懸浮的方法);(9)由于訊號比噪聲小很多，故要有一套特殊的訊噪分離技術。[-(@_@)-]

由此可見，引力波的研究是一項相當規模、復雜而精密的工作。目前，國外有些實驗室的探測儀器，已能測出十億億分之一厘米振幅的振動，可見再經過一段時間的努力，將有可能把引力波直接測出來。屆時將是一項驚人的突破。

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