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科学家们用干涉计来检测重力波的存在。干涉计是把激光用半透明镜片分成两束光线,让其各自反射后返回原点并再次重合的装置。如果有重力波通过,两束光线的路径长度改变,引起或者不引起光特有的干涉现象,由此便可以检测出重力波。如果能发现重力波背景辐射,它将成为宇宙开始发生过暴胀的直接证据。
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科学家目前面临的主要问题是,尽管设备已相当精确,但仍无法保证光束不受其他外界因素影响。为最大限度降低地球引力对实验产生的影响,防止光线因激光产生的温度而改变路径,科学家们不断对仪器进行改进。尽管科学家们至今还没有找到重力波存在的直接证据,但他们相信证明重力波的存在只是时间问题。
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图解时间简史:人人都可以读懂的霍金 观测重力波
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重力波是什么?
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1916年,爱因斯坦的广义相对论预言了重力波的存在,它能够穿透任何物体,发现重力波将可能为研究宇宙提供新的途径。
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物质的重量(重力)扭曲橡胶膜,物质周围(重力作用)时空扭曲。
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物质振动,时空扭曲像波一样传播,这就是重力波。
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重力波干涉计的原理
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将激光一分为二沿光路往复运动后再一次重叠。如果重力波通过,光路长度改变产生干涉(重叠的光变亮或变暗)或相反不产生干涉。
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图解时间简史:人人都可以读懂的霍金 12 创造宇宙的时间 普朗克时间
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霍金和彭罗斯没有考虑微观世界法则,认为追溯到宇宙的过去,宇宙可以无限收缩。但是事实并非如此,那么我们又该如何描述宇宙的开始呢?
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什么是量子
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在100多年前的1900年,物理学家马克斯·普朗克发现,能量可以分为不可再分割的单位,并将其命名为“量子”。为了描述量子的体积,人们通常使用基本量子即普朗克量子来形容。这一发现标志着量子力学的诞生。
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把普朗克量子同光速及其他常数结合在一起,就可以得出空间和时间方面不可分割的量子,也就是最短的距离单位和最短的时间单位。普朗克长度为10-35米。普朗克时间为10-43秒。
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如何超越普朗克长度和普朗克时间还是个谜,因为现行物理定律在这个范围内就失效了。
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大爆炸后的普朗克时间
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