03.06 在宇宙中“引力波”比光速快10000倍你相信嗎?

宏樂183


據目前所知,引力波的速度並沒有超光速。

這從理論和實踐中都得到了證實。引力波是愛因斯坦於100多年前在廣義相對論中預言存在的,並從引力場方程中推算出引力波的速度為光速。2016年和2017年人類兩次探測到引力波,特別是2017年10月16日從1.3億光年外首次探測到了雙中子星併合產生的引力波,其速度為光速。


愛因斯坦認為帶質量物體加速度運動就會產生引力波。實際上愛因斯坦並不喜歡“引力波”這個叫法,是個“波”不假,但嚴格說起來,它並不是“引力”的波動,它是時空變化的振盪傳播,所以引力波被稱為時空的漣漪。按照愛因斯坦廣義相對論的說法,引力是時空彎曲的幾何效應,“引力”和時空是有聯繫的,彎曲的時空就是引力場。所以從這個角度上看,引力的傳播是彎曲時空自身的傳播,而引力波是時空變化的傳播,兩者是有區別的,但它們的傳播速度應該是一樣的,即都是光速,而非10000倍光速。

既然引力波是時空變化的傳播,下面我們就再從時空的特性方面加以分析。

我們知道所有物體的運動都是在時空中的運動,都是以時空為背景,運動速度等於路程除以時間,速度的大小是時空的度量。光的運動也不例外,光速再快也是在時空裡的運動,跑不出時空。


時空具有相對性,光速的不變正是時空都具有相對性的體現,光和光速可以說是時空的本質屬性,代表著時空自身的東西,因此任何物體的運動速度不會超過時空就不會超過光速,光速成為物體運動的最高速。引力和引力波也是與時空有關,因此它們的速度理論上也只能是光速,不可能是10000倍光速。

對引力波速度的一點質疑

上面已經討論了,引力波既然是時空的漣漪,那它的速度必然與時空的特性有關,時空不但是彎曲不均勻的,而且還是膨脹的。不但是膨脹,還是超光速膨脹。那時空的膨脹是否能影響引力波的傳播速度?是像光速一樣一直不變?還是隨著超光速膨脹的空間而自然超光速傳播?還尚未可知。

根據哈勃定律中的哈勃常數可計算出星系相互之間超過多大距離,相互退行(空間膨脹)的速度就超過光速了。2018年最新的哈勃常數為73.52千米/秒·百萬秒差距,即每相距326萬光年,星系的退行速度就增加72.53千米/秒,用光速除以這個哈勃常數,很容易就算出大約距地132.9億光年處,星系所在的空間膨脹速度就超過光速了。目前相對於地球來說,可觀測宇宙的直徑為930億光年,即以地球為中心,半徑為465億光年的球形區域。



按照上面算法,在465億光年的可觀測宇宙邊緣處的空間膨脹速度大約為3.5倍光速。也就是說即使引力波的速度跟隨空間膨脹變化,它的速度也只是3.5倍光速。這當然是可觀測宇宙大小範圍內的,隨著以後科學水平和觀測水平的提高,可觀測宇宙範圍還會進一步擴大,當然有一些星系我們永遠也不會看到,我們當前的理論除了量子力學,其他的包括相對論都是定域化的,即影響不到我們的東西可以認為它不存在。這樣有科學家計算宇宙的真正大小為2250億光年,

即使按這個尺寸算,引力波的速度也不會超過17倍光速,離著10000倍光速差的太遠。


物原愛牛毛1


其實引力波並沒有超光速,引力波的速度和光傳播的速度是一樣的。

什麼是引力波?

早在1916年,愛因斯坦根據廣義相對論預言了引力波的存在,而且當兩個天體圍繞彼此旋轉時,會產生一種波。這就是引力波:指時空彎曲中的漣漪,以波的形式向外傳播。我們可以比喻為水面上兩個物體相撞產生的漣漪。



儘管引力最先是由牛頓提出的,但是在牛頓的經典理論中,是假設物質相互作用的傳播速度是無限大。但我們知道事實上並不是這樣,相互作用的傳播速遞是有限的。引力波並不是光速的10000倍,也沒有超光速。

如何證明引力波的存在?

在宇宙中,引力波是不能被直接看到的。而且能產生引力波的情況有:兩個天體互相旋轉。超新星爆發和兩個黑洞互相碰撞。這些事件距離地球都是非常遙遠的,在地球上只能檢測到能量很小的餘波。


直到2015年科學家才首次檢測到了引力波的存在,令科學家吃驚的是,檢測到的引力波竟然來自13億年前的兩個黑洞對撞後產生的。這次也成功證明了愛因斯坦的預言是正確的。

我們都知道光速不變理論,所以是不存在超光速的物體(有質量的物體達不到光速),但是宇宙中卻存在超光速的現象,比如宇宙膨脹。


星球上的科學



在科學之路上人類發現過很多難以置信卻又不得不信的事,比如速度越快時間越慢,比如在量子力學中人的觀察會影響實驗結果,再比如我們的宇宙來自於138.2億年前的一次大爆炸,而在那之前連時間都沒有。

以上這些已經被證明或者已經有了眾多證據支撐並日漸趨於完善的理論就是人類科學這幾個世紀以來最大的成果,然而真正理解這些成果乃至於接受這些成果的人一直以來都非常少,絕大部分人都認為這些科學理論太過反常而對其持懷疑態度。


引力波是愛因斯坦廣義相對論引力場方程中預言的一直物理現象,粗略的比喻引力波就好像有人往平靜的湖面拋了一顆石子結果引起水面波動一樣。但實際上引力波是全方位的,而水面是二維的。

想要理解引力波的產生機制就必須理解愛因斯坦廣義相對論中的“質量引起時空凹陷”,在廣義相對論中大質量天體和小質量天體都會凹陷周圍時空,而黑洞和中子星這種超大質量天體所造成的凹陷要深的多,而引力波就是兩顆質量超大的黑洞或者中子星撞擊時產生的以光速傳播的一種物理現象。



在我們的宇宙中科學家從來沒有觀察到任何超光速現象的存在,引力波的速度和引力的傳遞速度是相同的,都是光速而不是什麼超光速,更不是題主說的“比光速快10000倍”。


宇宙觀察記錄


大家好,我是醫小白。

首先先回答一下這個問題,引力波在弱場的作用下速度和光速一樣,但在強場的作用下,引力波的速度是要小於光速的。

其次我們先來說一下什麼是引力波?

引力波這個名詞首先出現在愛因斯坦的廣義相對論裡面,愛因斯坦認為:當一個物體加速運動時,它會給周圍的宇宙時空帶來擾動,這種擾動就像水面的波紋一般,會不斷地傳向遠方。

但是很遺憾的是,這個理論在提出後的很長一段時間內都無法得到證實,因為雖然每個物體都會發出引力波,但是由於技術的侷限性,往往只有較大的天體在發出引力波時才能被捕獲到。這個遺憾一直持續到2016年,這一年美國的一科學組織LIGO發現了引力波的存在,這個波是來自於兩個大型黑洞的合併。自此引力波才算被證實存在。

引力波發現之後,認為就一直很好奇他的速度,有人說引力波的速度是超過光速的,還有人說,引力波的速度是小於光速的,那麼真實情況又是如何呢?

首先,我們先來介紹一下場的概念,初中物理就告訴我們物理有三大場---電場,磁場,引力場。

其中電場和磁場都是給定了一個“源”,然後磁場和電場瞬間分佈在其周圍,在最開始的很長一段時間裡面,人們都不知道這兩個場是如何傳播的,直到麥克斯韋的出現,他將庫侖定律,法拉第電磁感應定律,安倍定律結合在一起,人們才知道場是以波的形式擦魂帝,並且速度等於光速。

那麼此時人們就好奇引力又是怎麼傳播的呢?是不是也有可能以波的形式傳播?此時愛因斯坦提出了廣義相對論,他是這麼說的:一個引力場裡面存在了六個自由度,兩個標量自由度,兩個矢量自由度,兩個張量自由度。其中張量自由度是可以無限傳播的,即我們所說的引力波。

前文已經說過2016年捕捉到引力波後,隨即對其速度進行了測量。首先實現這一突破的是中國科學家。科學家們在觀察了十多年的日食固體潮之後,發現固體潮公式中的假定前提就是引力波以光速傳播,那麼就用這個公式範導出引力波的速度方程,最終求得引力波以光速傳播。

前文我們也提到了,引力波在弱場中是以光速傳播的,什麼是弱場呢?舉個例子,我們所在的地球就是弱場,引力很弱,那麼強場呢?比如黑洞周圍就是強場。在黑洞周圍,引力波的傳遞速度是要小於光速的。


醫小白


我信你個大頭鬼!糟老頭子壞得很,說什麼引力波快光速上萬倍。

看到這裡的答案我是夜不能寐寢食難安,我覺得彷彿置身於另外一個世界。於是乎,我奮筆疾書。


答案在一個故事裡:從前有兩個人甲和乙。兩個人為3乘以8等於幾爭吵了一上午,最終大打出手。最後被衙門抓了起來。縣太爺就問啦:“二位為何大打出手啊?”甲:“我說38,24。他非要說38,23。”乙說:“38,就是23。大老爺,你說誰錯了?”縣太爺捋捋鬍鬚大聲喝道:“來人啊,把甲給我拖出去打他二十大板。”甲大叫冤枉啊冤枉啊……挨完打的甲回到公堂之上問大老爺:“明明是他錯了,為什麼要打我啊?”

縣太爺眼睛微睜說道:“本官就是真理,引力波以光速傳播!”


ooO孫悟空Ooo


引力波以及物體間萬有引力的相互作用速度完全有可能超過光速一萬倍甚至更快。

就拿我們的太陽來說,太陽周圍不僅存在著暗物質,也存在著引力場、磁場、電場等特殊物質。這些特殊物質一直延續到宇宙中離太陽無限遠的地方。

太陽和太陽周圍的引力場是一個整體,如果太陽突然消失,太陽周圍的引力場也會突然消失,地球以及八大行星會突然沿切線方向飛出,幾乎不需要時間,遠超光速。

眾所周知,太陽如果俘獲一顆星球並落到太陽上,太陽的引力也會突然增大,太陽周圍的引力場也會突然增強,太陽周圍突然增強的引力場就是引力波,遠超光速,幾乎不需要時間傳到宇宙中無限遠的地方和宇宙中其他天體發生相互作用。

北極星距離太陽400光年,不論北極星的質量變化還是太陽的質量變化,根據萬有引力定律都會瞬間發生相互作用,遠超光速。不可能經過光速400年把引力波傳給北極星,北星極接受到太陽的引力再經過400年傳遞給太陽,一共經過800年才完成北極星和太陽之間的萬有引力相互作用。

從另一角度也可證明,光子的動質量為9.34x10^-34千克,而引力子的動質量為8.36x10^-95千克。可以看出,引力子的質量遠小於光子的質量。因此,引力波的速度遠大於光的速度是完全可能的。

眾所周知,整個宇宙是無限的,我們所在的宇宙是有限的,直經約920億光年。在量子糾纏中,有一對手套在未觀察前狀態是不確定的,如果把其中一隻放在宇宙的這端,把另一隻放在宇宙的那端,某一時刻我們只要觀察其中的一隻手套是左手套,就立刻知道宇宙另一端是右手套。由此可見,量子糾纏的速度遠超光速,是瞬時相互作用的。

在茫茫的無限大的宇宙之中,光的速度實在是太慢了。


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其實。“引力波”是不是存在都成問題了,還說啥“引力波”比光速快10000倍?

發現者聲稱所發現的引力波就是未知生命體所釋放的未知能量


滬生泉
2018-04-0810:12

引力波原本算是愛因斯坦的一個想象物。然而,一些愛因斯坦的信徒卻把一個天文觀測結果硬拼湊在一起。從而,讓眾人以為:愛因斯坦的想象物成真了。這有點陳勝吳廣“借鬼神威眾”方法。

比如:發現者聲稱:他們所發現的引力波是由兩個遙遠的中子星暴力碰撞造成的,碰撞之後產生超密物質。

僅此,大家想想:兩個中子星暴力碰撞才產生這麼微弱的引力波,而人類根本沒有讓火星撞地球的能力,這怎麼能去開發利用引力波呢?因此,人類感覺到這振波有什麼意義呢?除了滿足獵奇心之外,真沒有任何意義,更何況還要花巨資和費精力呢!

再說,兩個中子星暴力碰撞如果像天空爆炸的煙火那樣向三維空間釋放振波,那麼,發現者所收到的波就不是愛因斯坦所說的引力波(參見我的短文《引力波究竟是怎麼回事》);如果像愛因斯坦所描述那樣緊貼平面方向傳播振波,那麼,憑什麼說,地球恰好與兩個暴力碰撞的中子星處在一個平面上,且這平面上、下又什麼時空?

顯然,發現者用“兩個中子星暴力碰撞”去證實引力波存在,是沒有邏輯性的。

那麼,這個引力波來自哪兒呢?其實,發現者所稱接到的“引力波”,就是一個被接受到的能量。如果這樣認為,那麼,這能量應該對應於一個生命體。(參見我的短文《要把所發現的量子與其生命體正確的對應起來》)又因為現在沒有人知道這是一種什麼能量,也沒人知道這能量對應於什麼生命體,因此說,發現者聲稱所發現的引力波就是未知生命體所釋放的未知能量。


滬生泉


首先我不否認,宇宙中存在比光速更快的速度,例如說宇宙暴漲的速度,但宇宙暴漲並不傳遞信息,所以它並不違反愛因斯坦的相對論。

其次引力波的速度是光速的10000倍,這肯定是不可能的,就目前的科學研究來看,引力波的速度和光速一樣,它們都接近於每秒30萬公里。

然後從物理學的角度來看,引力波是由時空的彎曲引起的,且它的速度等同於光速,因為在愛因斯坦看來,光速已經成為一個基本的物理常數。

這個時候它就變成了一個可測的物理量了,然後根據洛侖茲變換的場微擾方程的推導,就可以得出引力波的速度就是光速。

當然了,既然引力波的速度和光速是一樣,我們就可以大概進行一些推理,比如說太陽如果突然消失,地球並不會馬上脫離軌道,

地球會繼續公轉8分多鐘之後,太陽的引力才會消失不見,這個時候地球會沿著一個方向飛出去,徹底成為一顆流浪地球。

最後引力波的發現,還要歸功於偉大的物理學家愛因斯坦,愛因斯坦在1916年就預言了引力波的存在。

但在很長一段時間當中,人們並未發現引力波的存在,一直到2016年的時候,引力波才正式被人類捕捉到,所以愛因斯坦的思維和眼光,可以說跨越了一個世紀....


種植恆星


引力波是可以遠超光速的。

先前我們所說的任何物質都不能達到超光速,那是對有質量物質說的。因為根據萬有引力定律,有質量的物質,就要有自己的引力場,即物質場,失去了物質場的保護,物質就會湮滅。這個可能有點不好理解,比如你的手機,你的鋼筆,都有自己的物質場,之所以沒有感覺到它的存在,是因為它們都處在地球這個大的物質場裡。磁場是物質場的一種。

物質場,就是引力場。一個物質如果沒有了引力場,它馬上就會四分五裂的。而物質場的傳播速度就是光速。因此,如果物質達到了超光速,它就會失去部分自己的物質場,失去了物質場的保護,它的物質就會分散湮滅,最後消失。反過來說,如果物質失去了物質場,它的運動速度就會達到超光速,這就是未來星際航行的動力來源。別問我是怎麼知道的,地球以外的人都知道。

但是,引力波是沒有質量的物質,它很特殊,其實宇宙空間裡有很多這樣的沒有質量的物質,暗物質,磁場,引力場,時空等等都是這樣的,或許我們現在的技術不行,沒法測到它們的質量。暫且統稱為沒有質量的物質。因為沒有質量,它也就沒有自己的物質場,沒有物質場的限制,它的速度就可以輕易的達到甚至遠超光速。因此,引力波比光速快一萬倍是很正常的事情,甚至更快,幾乎沒有上限。

打個比方說,如果地球是一個闖入太陽系的流浪星球,它被太陽的引力波捕獲後,至少八到十分鐘光才會到達了地球。在這之前,太陽已經用他的引力波捕獲了地球,對,是先捕獲地球,然後陽光才到達的。這個問題,地球人都能理解吧。常喝北京絲露雨,開心快樂伴隨你!



北京絲露雨


沒有那回事,引力波的傳播速度不可能比光速快一萬倍。因為觀測事實早就表明,引力波的傳播速度就是光速。

在牛頓的引力理論中,引力作用是瞬間產生的,無論多遠的物體都有引力作用,所以引力就成了一種超距作用。

但在愛因斯坦的廣義相對論看來,引力是物體壓彎空間產生的幾何效應,並且引力也不是超距作用,引力在空間中的傳播速度為光速。而且廣義相對論預言,物體在空間中加速運動時,空間的曲率會不斷髮生變化,從而輻射出時空漣漪,即引力波,其傳播速度也正好為光速。

那麼,牛頓和愛因斯坦對引力的描述哪個更符合實際情況呢?

事實上,很多觀測實驗,例如,星光偏轉、引力紅移,已經可以證實廣義相對論更符合實際。到了2015年,引力波(由雙黑洞合併產生)的直接發現更是證實了廣義相對論。在牛頓的萬有引力定律中,不可能存在引力波這種東西。並且觀測結果顯示,引力波的傳播速度應該與光速相當。

到了2017年,天文學家第一次探測到了雙中子星合併產生的引力波(GW170817)。在此次事件中,兩顆中子星以三分之一的光速高速碰撞在一起,這種實體碰撞不但會輻射出強大的引力波,而且還產生了一系列的電磁波——從無線電波到可見光一直到伽馬射線,這成了研究引力波的千載難逢機會。

結果表明,引力波與電磁波的傳播速度是一樣的,都是光速。雖然電磁波比引力波晚了1.7秒到達地球,但這並不意味著引力波的速度比光速快一些,而是因為電磁波的產生時間稍慢一些,或者中子星碰撞後產生的碎片減慢了電磁波的傳播速度。


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