加州理工学院陈雁北教授:我们探测到引力波
引力波探测的历史
爱因斯坦说了,引力波很微弱,那么到底有多么微弱呢?我们下面举一个例子说明。就算是人类历史上最大的氢弹爆炸,我们可以粗略的估算一下离爆炸处一米之内的引力波振幅h,也就是它引起的自由下落物体之间的应变。这个应变,只有10^-27左右的量级。
韦伯和他设计的共振棒探测器。引力波驱动铝棒两端振动,从而挤压表面的晶片,产生可测的电压。图片来自:马里兰大学。
虽然引力波这么微弱,但还是没有吓倒勇敢的实验物理学家Joe Weber。他深信,虽然地球上产生的引力波很微弱,宇宙空间中也许有天文现象可以导致足够强的引力波。20世纪60年代末期,Weber开始用共振法测量引力波。具体就是用一个很大的金属物体,利用引力波在物体的谐振频率上引起共振的特点,希望从这个物体的振动中提取引力波的信号。Weber发表了一些实验结果,认为已经发现了引力波。但是很可惜,他的实验没有人可以重复,而理论上也很难论证究竟是什么样的过程发出了这么强烈的引力波信号。但是,Weber的工作激励了一批科学家投身引力波事业。从20世纪70年代起,一批理论和实验物理学家加入了引力波理论研究和实验探测的行列。
MIT的实验物理学家Weiss注意到,引力波对物体之间距离的变化,和物体之间本来的距离成正比。这样的话,如果把物体之间的距离拉的很远,并且把它们做成镜子,然后用激光测距的方法测量镜子之间的距离,就可以成倍的提高对引力波测量的精度。
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