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最近LIGO成功探测到引力波,看到还有人不清楚引力场和引力波的区别 (聊天)

作者: 夏凉, 发表于: Wednesday, February 17, 2016, 12:18 (1225天前)
编辑: 夏凉, 时间: Wednesday, February 17, 2016, 12:19

突然想到我几年前就在这里谈到过这个话题:

http://chat.wm9000.com/index.php?id=121268

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啥都没买。。。

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牛呀!有个问题探讨一下,这次两个黑洞合二为一,丧失了几个太阳的质量

作者: tend @, 来自: 落基山, 发表于: Thursday, February 18, 2016, 02:03 (1225天前) @ 夏凉

这个丧失的质量转化成能量几乎是无穷大,为啥没发生大爆炸?

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别的不谈,就你们这个留守的精神,值得上春晚。。

作者: 蛋白一样光滑, 发表于: Thursday, February 18, 2016, 02:28 (1225天前) @ tend

- 没有文字 -

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洗洗更健康。。

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丧失了5%的质量,相等于三个太阳。我估计这些质量丧失基本是以引力波散发出来

作者: 夏凉, 发表于: Thursday, February 18, 2016, 09:23 (1225天前) @ tend
编辑: 夏凉, 时间: Thursday, February 18, 2016, 10:13

由于黑洞的引力巨大,无法以射线形式放出,因此合并依然是以黑洞形式存在,在视觉上看不到黑洞合并。同样,黑洞内部结构本身也是无法逃逸(黑洞内部是什么并不清楚,可能有残存的中子夸克等,但是无法逃逸),合并时依然无法逃逸。也就是说,一旦黑洞形成,黑洞合并依然是黑洞,不会发生爆炸。至少我所知能逃逸的只有引力能量。其它暗物质或暗能量是否能逃逸,没有听到报道的。

我个人猜测,黑洞内部是有结构的,分层。表层会有夸克,但以夸克胶子融合粥样状态(所以无法形成中子或质子)。再向内部夸克会被进一步分解(尚不知是什么粒子)。黑洞的中心则是种现在不知的特殊物质,是一维结构,能被无限压缩(所谓的奇点)。黑洞的质量主要存在于这个奇点一维物质里。由于是一维结构,谈论其体积是没有意义的。如果非要让我从我们的角度去解说,其大小不定,可大可小,可以小到普朗克常数理论最小单位(10^-35 m)。这两个奇点黑洞物质合并依然是奇点物质,不会膨胀。

三个太阳的质量转化为引力波散发出来,本身不会形成爆炸。爆炸是质量粒子和光子的混合物膨胀产热造成。因为质量粒子和光子无法逃逸,所有没有爆炸。引力子是无质量粒子。引力子爆发出来时,既不膨胀,也不产热。引力子与其它粒子作用只产生引力。引力波的能量不是以爆炸,而是时空弯曲表现出来。黑洞合并附近的星体肯定受到这强大的引力波的冲击,估计就和原子弹爆炸的冲击波似的,但是方向正好相反。星球受到引力波冲击时会向黑洞方向移动(或者合力方向),冲击波过后(这次是测到持续0.25秒),星体反弹回去。由于引力波通过很快,受影响的星体不应会解体。

至于黑洞视界外的物质在黑洞合并时会不会爆炸,倒是有可能,如果有相当质量的这样的物质也参加合并的话。但这样的物质和黑洞质量相比大概很小,在13亿光年这么远可能看不到发射的射线。

爆炸的发生是黑洞以外的星体合并时才发生的,比如双中子星,双恒星,其合并都会发生爆炸喷射星际物质,同时形成黑洞。

#夏凉#

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啥都没买。。。

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引力场和引力波是对同一种东西的两种描述而已。

作者: wliao, 发表于: Thursday, February 18, 2016, 15:58 (1224天前) @ 夏凉

引力波不一定比引力场容易测量,两者同时存在,场强调的是作用范围,波强调的是传播方式。
比如灯泡发光,照明范围就是一个场,可以称之为光场,通过光波以光速传播,范围越大强度越弱。这实际上就是电磁场和电磁波。这个光场很容易看到,感受到,因为有光亮,但是它的波动性,只有通过仪器或光栅等特殊方法才能观察到。嘿嘿。

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引力场和引力波产生的机制不同,数学模型也不同,但都是引力的表现形式,本质上两者都是引力子作为载体,是相同的,但产生的机制不同。

作者: 夏凉, 发表于: Thursday, February 18, 2016, 22:06 (1224天前) @ wliao
编辑: 夏凉, 时间: Thursday, February 18, 2016, 22:39

引力场和引力波产生的机制不同,数学模型也不同,但都是引力的表现形式,本质上两者都是引力子作为载体,是相同的,但产生的机制不同。

引力场是物质匀速产生的引力子分布,是种势能, 是静态场。任何场中所受的力可以用牛顿引力定律描述。是引力的一阶导数结果。

引力波是物质加速运动产生的,是种动能,是动态波。引力波要用爱因斯坦的广义相对论来描述,是引力的二阶导数结果。(老四这是你的本行,一定要对我的话做个批评)

两者的联系是牛顿定律是加速度等于零时的引力简化表达方式。

你说得对,引力场在近距离是好测的,比方重力仪测的就是引力场下的受力。但是对于星际间的引力,比如13亿光年的黑洞,其引力用重力仪就测不到了,但相对来说,引力波强度大,更好测以些。

电磁波和引力波有相似之处,也有不同,不能完全类比。但比较两者的异同将是个有趣的事情。

#夏凉#

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啥都没买。。。

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的确很有意思!

作者: wliao, 发表于: Friday, February 19, 2016, 09:34 (1224天前) @ 夏凉

如果万有引力(场)是物质存在的基本特性,那引力波也可能是物质存在的基本特性,两者同时存在。引力波跟电磁波确实不一样,就象电磁波和声波、地震波也存在差异一样,目前的探测方法也是利用了“波”的共性。

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引力波很可能是引力场的密度的的变化造成。

作者: 夏凉, 发表于: Friday, February 19, 2016, 10:25 (1224天前) @ wliao
编辑: 夏凉, 时间: Friday, February 19, 2016, 11:01

我假设引力场的密度就是引力子密度。一个引力静态场中的引力子是均匀分布。但是一个动态场(引力波)就是引力子不均匀分布。

比如说,一个绝对光滑的球体在匀速自转时(譬如,中子星),它的引力场是均匀的,没有任何引力波。这时距离质量为m的中子星中心的任一点L的引力场的强度(重力加速度)等于:

G*m/L^2

G为引力常数。

但是引力波却为零。这就意味着,在L点,我们可以用重力仪测量重力。但是用LIGO仪器在L点却没有任何引力波。

但是,如果中子星的表面并不是绝对光滑,比如,有个几公分高的小突起,在中子星自转时,就会用引力密度变化(引力子密度变化),这时就有引力波。这时用重力仪测量L点的重力依然不变,但是LIGO的仪器却会测量到引力波。


另外,引力子的能量极低,比光子的还要低很多。一个物质的引力场虽然是发出的引力子,有能量损失,但是因为引力子的能量极低,所以质量损失可以忽略不计。一个高尔夫球如果不考虑自然老化,它的质量一亿年以后也不会有太大变化。但引力波是高密度引力子(这是我的假设,没有证据),携带能量很高。比如这次黑洞合并的引力波携带三个太阳质量的能量。

(如果你看过《三体》这本小说,里面有个外星人制造的“水滴”袭击地球的故事。这颗水滴就是中子组成,表面如同水银般光亮。这颗水滴能穿透地球上的任何飞船,如同穿透豆腐般容易。)

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连公式都假设出来了,牛!

作者: wliao, 发表于: Tuesday, February 23, 2016, 09:31 (1220天前) @ 夏凉

如果提出引力子的概念,它的特性显然也倾向于光子。
再回到最基本的问题,不管是引力场还是引力波,它的来源都是“物质实体”(即物体),或者物体本身也是引力场或引力波的特殊表现形式。
我觉着不管物体是否静止,表面是否光滑,场和波都是同时存在的。从能量的角度讲没有绝对真空,静止的物体也会和周围的各种场和波相互作用,即使各个角度的能量分布均匀,物体也会受“作用”。只要我们能够观察到它,就一定是探知到了跟它有关的某种能量,不管是光,热,触觉,还是引力。另外,“老化”或许也是一种能量消耗的结果,一个物体之所以存在,就是因为它能不断释放各种信息(能量)跟环境发生作用,结果就是消耗能量。

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