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LIGO实验:任重道远!

已有 3272 次阅读 2016-2-21 12:48 |个人分类:杂谈|系统分类:观点评述|关键词:LIGO,引力波,黑洞融合,广义相对论| 引力波, 广义相对论, LIGO, 黑洞融合

首先,热烈祝贺LIGO项目首次测量到了引力波事件!

   下图是LIGO项目两个测量点(H1,L1)布局(左)、实验原理(中)和测量结果(右)

       LIGO项目组通过PRL和新闻发布会宣布,已经探测到距离地球约13亿光年的两个大约30太阳质量的黑洞碰撞所发出的引力波。

     上图给出了引发本次引力波事件,双黑洞互相作用与融合过程的理论模型,以及NR模拟计算出测量点时空扭曲应变谱。

     张天蓉博士在其博客中对这个过程以及如何粗略地估计引力波源(黑洞)到地球的距离,作了简明而清晰的描述,引用如下:

“两个辐射源(m1m2),一边辐射,一边互相绕着旋转,旋转速度越来越快,辐射出频率互相调制的波形,后来两个辐射源融为一体,辐射波形也随之变化,变成一个辐射源mk,这应该有比较成熟的数学模型。以此模型作数字计算,然后抽取参数可以得到m1m2mk。引力波的情况下,它们是三个黑洞的质量。再从丢失的质量m= mk- m1- m2,等于3个太阳质量E=mc2。变换成能量,假设这就是辐射引力波的总能量。这些能量辐射到宇宙空间中各个方向,应该服从距离的平方反比率。然后根据测到的引力波的强度,可估计出从波源到探测器之间的距离。”

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  通过以上资料,我们是可以理解LIGO实验的基本原理,以及如何通过测量到的数据来验证相关理论和模型的。

  对于LIGO的实验结果是否对双黑洞融合现象及相关理论作出了科学严格的验证,我们必须对这个引力事件做出全面分析:

1、事件发生在13亿年前,当时的宇宙与现在是有非常大的区别的,因为宇宙是在不断的演化,不断的加速膨胀;

2、引力波经过13亿年漫长旅行达到地球,需要穿越13亿光年的巨大的空间距离,旅行过程中,遇到影响其传播和强度的天体,包括星系、黑洞、暗物质,是完全可能的。

 因此,宇宙时空的演变,以及天体对引力波的影响是绝对不能忽略的!就目前的理论和测量技术,这两个影响因素是难以给出结果的。

  另外,要确定达到测量装置的引力波,至少需要三个独立的测量数据。对于三维空间中传播波的描述,至少需要三个参量。二个是用于传播方向,另外一个用于振动幅度。因此,LIGO只有两组独立数据,能完全确定引力波吗?。

 

   LIGO研究人员非常辛苦,得到测量数据后太兴奋,我觉得他们的结论下得太草率、太武断,正如鲍得海师兄博客质疑文章中指出,没有考虑传播过程对引力波的影响,

“。。。LIGO这样的超级简化模型下得出的“完美拟合”,也许恰恰“暗示”其【伟大结论】的可疑?”

 

  LIGO不考虑暗物质的影响,就得出了完美的拟合,正是对宇宙学另外一个重大问题“暗物质、暗能量”的否定。

 

现在我们急迫的等待中国的暗物质探测卫星“悟空”给出关于“暗物质”的答案!!!

 

LIGO任重道远,“悟空”任重道远!!!

 

(注:关于暗物质的概念,对引力、星系、宇宙的影响,请大家参见Wiki或百度词条。)

 

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Wiki暗物质概述

暗物质(Dark matter),既看不见又不发出辐射的物质,占宇宙的90%。它们不可见,但通过它们对星系和银河星团的引力作用结果,可以推断它们确实存在。

宇宙学中,暗物质是指那些不发射任何光及电磁辐射物质。人们目前只能通过引力产生的效应,得知宇宙中有大量暗物质的存在。

暗物质存在的最早证据,来源于对球状星系旋转速度的观测。现代天文学通过引力透镜、宇宙中大尺度结构形成、微波背景辐射等研究表明:我们目前所认知的部分大概只占宇宙的4%,暗物质占了宇宙的23%。还有73%,是一种导致宇宙加速膨胀的暗能量。暗物质的存在,可以解决大爆炸理论中的不自洽性,对结构形成也非常关键。

 

 



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