爱读书 探索 发现引力波,空间就可以折叠了吗?我们就可以回到任何一个点了吗

发现引力波,空间就可以折叠了吗?我们就可以回到任何一个点了吗

历史上有很多物理学理论预言过,现实中有超过我们认知的四个维度以外的维度(三个空间维度,一个时间维度)。有了这些额外的维度可以很方便的解释一些宇宙中最让人困惑的谜题。例如,一些理论认为暗物质和暗能量的理论基于我们每天经历的维度,除了我们已知的以外还有很多 “额外”维度的观点,而这些额外的维度只是很小难以察觉且很难观察到。

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然而2017年,宇宙给了我们坚实的依据。2017年8月17日,1.3亿光年外两颗中子星碰撞并融合,意大利处女座天文台和美国激光干涉仪引力波观测台探测到的引力波海啸。美国和意大利的探测器记录到了时空中的涟漪,而NASA的斯威夫特空间天文台及其他天文台探测到了电磁辐射。

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天体物理学家对这一事件感到非常激动。他们在历史上第一次在一场事故中同时观测到电磁波和引力波。他们可以比较这两个信号来对我们的宇宙做出新的发现。简而言之,引力波以光速在时空中传播,科学家认为如果这些额外的维度真的存在的话,一些引力波的能量会“泄露”到额外的维度。所以,当引力波被观测台探测到时,会有比预测值更小的振幅。正常的电磁辐射不会和这些额外的维度产生相互作用且保持不变。根据这一研究表明电磁辐射和引力波只在四个时空维度间穿梭。正如爱因斯坦通过他的广义相对论理论预测的一样,同一理论在超过一个世纪前预测了引力波的存在。

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引力波的发现以及测量,最主要的意义是在于证实了相对论的正确。这在人类科学发展史上,是具有极为重要意义的。引力波的存在与空间可以折叠的唯一的共同之处是爱因斯坦在其广义相对论里的预言,爱因斯坦认为大质量天体的存在会对其所在时空造成一定的扭曲,这个扭曲度常被人描述成水面的涟漪,其实是不准确的。相对论还有一个重要的条件是它的“效应”。我们所谓相对论效应,在地球上我们的感知系统内是没有的。狭义相对论在高速运动情况下,才能明显发现其效应。而广义相对论,则是在强引力场条件下,基本上就是天文学范畴内才有明显的观测结果。

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所以说引力波被发现,空间就可以折叠了吗?首先这个题设是个伪命题。一般在强引力场之下,空间的确可以扭曲,但是要做到折叠,按照目前我们对天体的理解还是做不到的,也许将来可以。其次,我们每个人都是从生到死的过程,你可以回到任何一个点吗?因果律是广义相对论的基础,因果律不会被破坏,所以我们不可以回到任何一个点。所以空间可以折叠,并不能证明我们能回到过去任意一个时间点,物理学和科幻情节还是有很大差距的。

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