引力波能量从哪里来
自爱因斯坦预言引力波的存在,到其被LIGO成功探测,经历了整整百年时间,三位作出决定性贡献的科学家刚刚被授予诺贝尔物理学奖。
引力波探测的成功得益于LIGO探测装置的不断改进和越来越高的灵敏度。两个黑洞相互碰撞,合并为一个更大的黑洞,发出极其强大的引力波,[a1] 跨越13亿光年的距离,在2015年9月14日被LIGO捕捉到,成为人类首次直接探测到的引力波。这之后,LIGO又先后三次探测到黑洞并合产生的引力波。
人们不免问:引力波的能量从哪里来?
回答这个问题,就需要回到爱因斯坦著名的质量能量等效关系E=mc2,其中E代表能量,m代表质量,c代表光在真空中的速度。因为c2是一个常数,如果选择适当的单位,也可以说能量就等于质量。引力波的能量,正是来自并合前两个黑洞的质量减去并合后大黑洞的质量。比如LIGO首次探测到的这个引力波事件中,原来两个黑洞的质量分别相当于36个和29个太阳的质量,总质量相当于65个太阳。并合后的黑洞质量相当于62个太阳的质量。另有相当于3个太阳的质量就是引力波的能量。
E=mc2大概是公众最熟知的一个物理公式。
质量能量等效关系是爱因斯坦1905年提出的,当时是狭义相对论的推论。在他1915年提出的广义相对论中继续适用。广义相对论是狭义相对论的扩展,是将任何有质量的物体之间的万有引力纳入相对论的框架。而引力波正是广义相对论的推论。
自爱因斯坦预言引力波的存在,到其被LIGO成功探测,经历了整整百年时间,三位作出决定性贡献的科学家刚刚被授予诺贝尔物理学奖。
引力波探测的成功得益于LIGO探测装置的不断改进和越来越高的灵敏度。两个黑洞相互碰撞,合并为一个更大的黑洞,发出极其强大的引力波,[a1] 跨越13亿光年的距离,在2015年9月14日被LIGO捕捉到,成为人类首次直接探测到的引力波。这之后,LIGO又先后三次探测到黑洞并合产生的引力波。
人们不免问:引力波的能量从哪里来?
回答这个问题,就需要回到爱因斯坦著名的质量能量等效关系E=mc2,其中E代表能量,m代表质量,c代表光在真空中的速度。因为c2是一个常数,如果选择适当的单位,也可以说能量就等于质量。引力波的能量,正是来自并合前两个黑洞的质量减去并合后大黑洞的质量。比如LIGO首次探测到的这个引力波事件中,原来两个黑洞的质量分别相当于36个和29个太阳的质量,总质量相当于65个太阳。并合后的黑洞质量相当于62个太阳的质量。另有相当于3个太阳的质量就是引力波的能量。
E=mc2大概是公众最熟知的一个物理公式。
质量能量等效关系是爱因斯坦1905年提出的,当时是狭义相对论的推论。在他1915年提出的广义相对论中继续适用。广义相对论是狭义相对论的扩展,是将任何有质量的物体之间的万有引力纳入相对论的框架。而引力波正是广义相对论的推论。