引力和引力波

地球引力，雖看不到，摸不著，但它與我們形影不離。引力，又叫萬有引力，所有物體之間都存在著這種力的作用。

引力和電力有相似之處，例如，可以用場的概念來描述電力和引力。但電力和引力之間也有一些重要的差異。首先，相同電荷之間相互排斥，而相同質(zhì)量之間則相互吸引。第二，引力作用與電子作用相比，微乎其微；在氫原子核中，核與電子間的電吸引力，大于核與電子間的引力達十的四十次方倍之多！第三，在局部范圍內(nèi)，引力是能利用加速度產(chǎn)生或消除的，如自由落體就是這樣，但對電力來說，就不是這樣。

引力波的存在，是偉大的物理學(xué)家愛因斯坦提出來的。他認為，引力波以光速在太空飛馳，碰到地球和其他天體時，就會改變這些天體的吸力。

引力波是引力的波動，它與引力的強弱變化有關(guān)。任何物體的運動，都會產(chǎn)生引力波。例如，只要你一走動，你就產(chǎn)生了引力波。這樣，你的身體也就成了引力波發(fā)射器。但是，要產(chǎn)生較強的引力波，物體的質(zhì)量必須很大。因此，要研究引力波，就須利用茫茫宇宙中的自然波源。

宇宙之中，巨大質(zhì)量的引力波做為天體波源，有著錯綜復(fù)雜的相互作用，它們的運動可以形成強烈的引力波。

愛因斯坦雖提出了引力波的理論，但當時并沒有儀器能探測到。

假如愛因斯坦的理論是正確的，那么，如果有，引力波到達地球，就一定是從一個非常遙遠的物體來的，而且，這個物體一定是在劇烈地擺動，從而使得它的磁場發(fā)生變化。

美國學(xué)者韋．費班克認為，引力波很難探測到，要想探測到它，它的磁場必須非常非常大。比如，一個“黑洞”附近，就有很大的磁場。此外，引力波的速度，一定同光速差不多。

美國馬里蘭大學(xué)的物理教授韋伯博士，最先進行了探測引力波的實驗：他使用的探測器是一根長1.53米、直徑0.66米、重1.4噸的圓柱形鋁棒，他注意觀察這根鋁棒兩端，發(fā)現(xiàn)在引力波掃過時，鋁棒兩端磁場微微發(fā)生了變化。

這個用來做實驗的鋁棒，被稱之為“韋伯棒”。它是按照愛因斯坦計算出的尺寸制做的，鋁棒橫搭在由兩根拉直的鋼絲上。由于鋁棒很重，它幾乎根本不顫動。韋伯教授揣測，假如從太空來了一陣強引力波，鋁棒就會擺動起來，但他估計引力波只能使鋁棒發(fā)生象原子核直徑那么小的移動。

為確定鋁棒的移動不是因當?shù)氐孛姘l(fā)生震動或是由于一輛大卡車開過發(fā)生震動而引起的，韋伯教授又在一千公里之外的地方安裝了一個類似的儀器。他想，如有引力波掃過整個太陽系的話，那么兩個儀器就會同時發(fā)生同樣的反應(yīng)。

不過，后來的其他學(xué)者使用新型儀器證實，韋伯教授探測到的并不是引力波。

實驗證明，要想探測出引力波，一定要有非常敏感的儀器，而用韋伯棒是根本探測不到的。這就是說，只有使用可以探測出比原子的尺度還要小的振動的電子傳感器，才有可獲得成功。

引力波是由于太空遙遠區(qū)發(fā)生的非常劇烈的變化而產(chǎn)生的。這種變化，可能是一個星體的崩潰或爆炸。爆炸發(fā)生后，就把引力波傳向四面八方。做為我們地球人，有可能觀察到銀河系中某個星體的崩潰，即超新星現(xiàn)象，但那是很少見的。例如，在過去的一千年里，地球上的人只看到過三、四次銀河系星體的爆炸現(xiàn)象，即產(chǎn)生超新星的現(xiàn)象?？墒?，在其它星系，每30年就會有超新星出現(xiàn)。學(xué)者們曾這樣認為，實際上銀河系里也是每30年發(fā)生一次星體爆炸，但由于銀河系中心把許多次爆炸遮擋住了，所以我們地球人無以目睹。

科學(xué)家們希望，能建立一個國際性引力波探測網(wǎng)。因為假如只有一個探測儀器收到一個可疑信號，那么這個可疑信號并不能說明它就是引力波?？墒羌偃缤瑯拥男盘?，同時被好幾個探測儀器收到，那就多半是引力波，而不大可能是別的什么了。

科學(xué)家們還希望，宇宙之間的大變化多出現(xiàn)幾次，因為只有這樣才有更多的機會對引力波進行探則。

那么，地球人何以研究這種波呢？

對此，費班克教授說，引力波代表著物理學(xué)上一個令人振奮的新境界，因為對于引力波的研究，可以使我們正確地預(yù)測宇宙的未來！