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在宇宙中引力波比光速快10000倍你相信吗?

6月6日 不星湖投稿
  我不信,但牛顿可能会信喔,因为在牛顿那个时代光速并非神圣不可侵犯,超光速没有任何特别的物理意义。
  牛顿万有引力公式
  事实上,在牛顿的经典物理学世界中,虽然没有引力波,但有引力。引力不仅超光速1000倍,它的传播速度甚至是无穷大的,它能瞬时作用于宇宙之中的任何位置上的任何物体之上呢,对此连牛顿本人都深感困惑,但没办法就像起点写手写玄幻故事,总得有一个力量体系的设定吧。
  在牛顿写下他那伟大的万有引力计算公式的时候,他的世界设定中,引力和时间不存在任何关系,在他的万有引力公式中,压根就没有时间这个参数。这意味着牛顿的引力理论中,他默认引力具有瞬时性质,不管距离有多远,引力都能立刻到达,这就是所谓的引力的超距作用。牛顿自己对此设定保持沉默,他在一封写给剑桥大学三一学院院长的信中写到:关于传播引力所需的媒介和速度这个问题,我留给我的读者思考。
  相对中的绝对:光速绝对不变,规定了信息和力传播的速度上限
  正是在牛顿保持沉默的地方,后世的物理学家发明了以太这个概念,他们认为引力通过以太传递,以太遍布在整个宇宙中,以太不仅负责传递引力也负责传递电磁波。然后,就是著名的迈克尔逊光速测量实验,意外的发现光速居然不变,这给爱因斯坦的狭义相对论提供了实验基础,狭义相对论因此给宇宙中力的传递,规定了速度上限:光速。当然也包括引力和引力波。引力波是什么?
  两个中子星融合成黑洞辐射出引力波
  在广义相对论发表的第二年,爱因斯坦又发现质量的加速会辐射出引力波,这种现象类似于电荷的加速会辐射出电磁波。辐射出的引力波将以光速传递引力场的能量、动量与角动量这些物理属性。当然在广义相对论的框架中,所谓引力已经不再是一种力,而是时空的曲率。而引力波则是时空曲率以波的形式向外传播的一种扰动。任何非对称的质量分布变化都会让物体辐射出引力波,例如旋转着的中子星、黑洞的互绕与融合、超新星大爆炸以及终极引力波产生装置宇宙大爆炸,这些宇宙级现象都会让时空曲率发生涟漪般的波动。自从有了爱因斯坦的狭义相对论,超光速就被赋予了其它含义。
  爱因斯坦的狭义相对论(光速不变论),给经典物理学沉重的打击,自其问世之后,各种超光速的猜测就层出不穷,从足够大圆盘的旋转到晃动手电筒,以及一些乌龙实验,比如中微子超光速等等。现在又冒出了引力波超光速的谣言,不一而足。
  不超几个光速,都不好意思写宇宙科幻小说
  但直到现在为止,没有哪一种超光速现象得到了实证。但人们却乐于传播这些不靠谱的超光速谣言,原因无它,因为物理学的发展就是在不断地限制着人们的天马行空,给我们所生存的这个宇宙加上了一道又一道的桎梏,而我们喜欢自由的胡思乱想,不愿意被桎梏。就像一句俗话,自从有了牛顿,我们就再也没有办法左脚踩右脚上天和太阳肩并肩了。欢迎关注,谢谢点赞。
  这个问题下真的是汇聚了各路大神,引力波的速度就是光速,哪里来的比光速快10000倍的结论?
  万有引力定律最早由牛顿提出,但是牛顿并没有从本质上对引力进行解释。从牛顿的万有引力定律出发可以推出来引力是超距作用的,这一点牛顿自己也表示怀疑。
  什么是超距作用哪?
  举一个简单例子:对于太阳和地球天体系统,如果太阳因外力瞬间消失,那么根据万有引力定律太阳的引力也就瞬间消失了,地球会立刻脱离原有轨道。
  目前只有量子力学中的量子纠缠是超距作用,这个也被爱因斯坦称为鬼魅般的超距作用。这个速度是远超光速的。爱因斯坦对于引力的解释
  爱因斯坦在1916年提出广义相对论,并基于广义相对论预言了引力波的存在,这是广义相对论洛伦兹不变性的结果。广义相对论的核心就是时空弯曲,而引力只是时空弯曲的外在表现。简单的理解就是:质量告诉时空如何弯曲,时空告诉质量如何运动。
  这意味着天体的存在可以引起时空弯曲,如果天体加速运动那么就会产生时空涟漪,这种时空涟漪的传播速度为光速。也就是引力的相互作用是有速度的,即使是太阳突然消失,时空弯曲会以光速消失,大约八分半钟之后地球才会脱轨。
  引力波在前两年也已经被发现了,发现者获得了诺贝尔奖。发现者之一是霍金的好友,也是《星际穿越》的科学顾问索恩。
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  据目前所知,引力波的速度并没有超光速。
  这从理论和实践中都得到了证实。引力波是爱因斯坦于100多年前在广义相对论中预言存在的,并从引力场方程中推算出引力波的速度为光速。2016年和2017年人类两次探测到引力波,特别是2017年10月16日从1。3亿光年外首次探测到了双中子星并合产生的引力波,其速度为光速。
  爱因斯坦认为带质量物体加速度运动就会产生引力波。实际上爱因斯坦并不喜欢引力波这个叫法,是个波不假,但严格说起来,它并不是引力的波动,它是时空变化的振荡传播,所以引力波被称为时空的涟漪。按照爱因斯坦广义相对论的说法,引力是时空弯曲的几何效应,引力和时空是有联系的,弯曲的时空就是引力场。所以从这个角度上看,引力的传播是弯曲时空自身的传播,而引力波是时空变化的传播,两者是有区别的,但它们的传播速度应该是一样的,即都是光速,而非10000倍光速。既然引力波是时空变化的传播,下面我们就再从时空的特性方面加以分析。
  我们知道所有物体的运动都是在时空中的运动,都是以时空为背景,运动速度等于路程除以时间,速度的大小是时空的度量。光的运动也不例外,光速再快也是在时空里的运动,跑不出时空。
  时空具有相对性,光速的不变正是时空都具有相对性的体现,光和光速可以说是时空的本质属性,代表着时空自身的东西,因此任何物体的运动速度不会超过时空就不会超过光速,光速成为物体运动的最高速。引力和引力波也是与时空有关,因此它们的速度理论上也只能是光速,不可能是10000倍光速。对引力波速度的一点质疑
  上面已经讨论了,引力波既然是时空的涟漪,那它的速度必然与时空的特性有关,时空不但是弯曲不均匀的,而且还是膨胀的。不但是膨胀,还是超光速膨胀。那时空的膨胀是否能影响引力波的传播速度?是像光速一样一直不变?还是随着超光速膨胀的空间而自然超光速传播?还尚未可知。
  根据哈勃定律中的哈勃常数可计算出星系相互之间超过多大距离,相互退行(空间膨胀)的速度就超过光速了。2018年最新的哈勃常数为73。52千米秒百万秒差距,即每相距326万光年,星系的退行速度就增加72。53千米秒,用光速除以这个哈勃常数,很容易就算出大约距地132。9亿光年处,星系所在的空间膨胀速度就超过光速了。目前相对于地球来说,可观测宇宙的直径为930亿光年,即以地球为中心,半径为465亿光年的球形区域。
  按照上面算法,在465亿光年的可观测宇宙边缘处的空间膨胀速度大约为3。5倍光速。也就是说即使引力波的速度跟随空间膨胀变化,它的速度也只是3。5倍光速。这当然是可观测宇宙大小范围内的,随着以后科学水平和观测水平的提高,可观测宇宙范围还会进一步扩大,当然有一些星系我们永远也不会看到,我们当前的理论除了量子力学,其他的包括相对论都是定域化的,即影响不到我们的东西可以认为它不存在。这样有科学家计算宇宙的真正大小为2250亿光年,
  即使按这个尺寸算,引力波的速度也不会超过17倍光速,离着10000倍光速差的太远。
  以上仅属个人看法,也是原创,请勿转载。
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