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#妙筆生花創作挑戰##實體思想##實體學新發現#引力波與資訊傳遞引力波可以傳播資訊,但是要結合電磁波。所有的機械波都不能

作者:東武子

#妙筆生花創作挑戰#

#實體思想# #實體學新發現#

引力波與資訊傳遞

引力波可以傳播資訊,但是要結合電磁波。

所有的機械波都不能在真空中傳播,必須依賴媒體,而所有的場波則都可以在真空中傳播,除了電磁波以外,還有引力波。

例如,聲音是一種機械波,機械波的傳播需要媒體。電磁波或引力波傳播不需要媒體,因為傳播的擾動不是媒體的移動而是場。力波被LIGO轉化為聲音片段。

自1916年起,愛因斯坦就開始嘗試證明他的廣義相對論方程包含一個解,這個解能夠表征引力波的傳播。然而,廣義相對論的數學之美與其方程的複雜性不分伯仲。這些方程的一個特點就是它們是非線性的。所謂的非線性,指的是一個系統産生的反應與它所受的刺激并不成正比。

正如面對這種問題時研究者常做的那樣,愛因斯坦決定先考慮簡化後的情況。他把引力波視為對初始的“平坦”時空的微調一一即攝動。如預料的一樣,他計算出了幾種不同類型的引力場振動,而它們均以光速傳播。一個疑點與引力波的雙重性質有關:引力波既是幾何學的,是空(時)間的波動;也是實體學的,是引力場的特征。

作為一種自然界中存在的波,引力波的振幅應該能夠和一些實體量聯系在一起,比如速度、輻射功率等等。在愛因斯坦解出的6種引力波裡(用現代實體術語來講就是6種偏振模式),隻有兩種既能傳遞能量又以光速傳播。

這些波也是橫波,如同電磁波一樣,也就是說它們隻在與傳播方向垂直的平面上振動。與此相反,聲波是縱波,會在傳播的方向上壓縮空氣。而愛因斯坦得到的其他4個偏振解并不傳輸能量,傳播速度也是随機的。實際上這是個在當時未能被了解的數學問題,問題出在了坐标系的選擇上。引力波與電磁波攜帶着天體不同類型的資訊。力波及其電磁對應體的發現,有助于科學家結合不同資訊研究天體的性質,并檢驗宇宙的基本規律。

例如哈勃常數,它是衡量宇宙膨脹速度的重要參數。目前,可通過測量Ia型超新星、重子聲波震蕩、宇宙微波背景等多種方式得到其數值。然而,随着探測精度的提高,測量值的分歧越來越明顯。例如通過測量臨近Ia型超新星得到的哈勃常數數值,明顯大于普朗克太空衛星通過宇宙微波背景觀測得到的哈勃常數數值。

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