引力波是什麼和電磁波有沒有關係
引力波是一種存在於理論當中的場的概念，其類似於電磁波。下面是小編分享的引力波是不是電磁波 ，一起來看看吧。
引力波是不是電磁波
什麼是“引力波”
在講引力波之前，我們先說說大家更為熟知的電磁波。
100 多年前人類發現了電磁波，後來我們擁有了微波爐、手機訊號、WIFI和GPS定位系統。
和電磁波類似，就萬有引力的認識，愛因斯坦這個科學巨人認為牛頓之前的理解太naive，在愛因斯坦的相對論中，認為萬有引力是一種跟電磁波一樣的波動，稱為引力波。
牛頓啊，你還是too young too simple，sometimes naive!
如果無法想象理解我們換個說法。愛因斯坦認為引力是由於時空的扭曲產生的。
就像是一個鐵球放在一塊平鋪的毯子上。球放上去，毯子中間會凹陷進去***時空扭曲***，鐵球越重***天體質量越大***，凹陷就會越厲害***時空扭曲越嚴重***。
而如果這個鐵球是運動的，“凹陷”這個狀態便會向周圍傳播開去，就像是平靜的水池裡丟進了一顆小石頭。那麼，如果有兩個這樣的鐵球相互“旋轉，跳躍，我閉著眼”呢?
就像上圖所示，那種凹陷的狀態會以波的形式向外傳遞開去。起伏，震顫，波浪……你可以用各種各樣的詞形容你在上圖看到的“時空擾動”。這種變化以波的形式向外傳播，用聽起來很厲害的說法講，就是“引力波”，換文藝點的說法講，就是“時空的漣漪”。
但是，愛因斯坦當時這個想法並沒有得到廣泛認可和證實。
“引力波”有什麼用
首先明確一點，它不能吃，嗯。
然後，由於引力波與物質的相互作用非常弱，在傳播途徑中基本不會像電磁波那樣容易發生衰減或散射，這意味著它們可以揭示一些宇宙角落深處的資訊，例如宇宙誕生時形成的引力輻射至今仍然在宇宙間幾乎無衰減地傳播，這為直接觀測大爆炸提供了僅有的可能。
我們可以通過引力波，去窺探宇宙最深處、最原始的奧祕了，甚至是看到宇宙的源頭!
當然，還有很重要的一點就是：證明愛因斯坦老爺子的猜想是對的!
3我們怎麼探測到它
引力波非常難以測量，因為當他們到達地球的時候已經變得非常非常非常弱了……
但是，這沒有難倒智慧勇敢的地球人!地球人發明了鐳射干涉測量的方法!
簡單地說通過測量兩條鐳射束相遇的時候所形成的干涉圖樣的變化來探測引力波。這些圖樣依賴於鐳射束的傳播距離，當引力波穿過時會引起鐳射束的傳播距離微小變化，通過干涉圖樣的變化便可以看出來了。***嗯，如果你本科做過物理光學實驗……你懂的***
這種稱之為鐳射干涉計的探測器的靈敏度，是與鐳射傳播的距離成比例的。現在世界上有LIGO和GEO 600這兩個工具，用來測量引力波即時空結構中的波動。因為探測器需要尋找的是很微弱的訊號，所以需要 LIGO 和 GEO 的尺寸相當大。
而宣佈探測到引力波的那個傢伙有多大呢?橫豎都是4km，你們感受一下。
位於華盛頓州漢福德的一臺LIGO。另一臺LIGO在美國路易斯安那州的列文斯頓。圖片來源：i2u2.org
但是即使是這樣大的尺寸還顯得很捉急，它每年能遇見的引力波事件大概在萬分之一件到一件之間，你看這花了幾十年才探測到一次。此生為了遇見你，願花光我平生所有運氣，這大概就是這群科學家們的最佳BGM……4我們為啥這麼雞凍
美國LIGO的科學家說：“所有訊號都與愛因斯坦100年前所做的預言完全吻合”。愛因斯坦，你真的不是上一個宇宙文明發配到地球指點迷津的??
在電磁波被發現100多年以後的今天，引力波被找到了。它是唯一可以在高維時空中傳遞的波，引力波可以給我們提供我們宇宙幾乎無阻擋的圖景，而這個幾乎是無法利用我們熟知的電磁波來達到的。比如，利用引力波，我們可以看到宇宙的最早期，宇宙大爆炸之後的1.0E-36秒開始的宇宙形成過程。
可以想象，在《星際穿越》電影中的結尾之時，主人公庫珀身處一個5維時空的超體方體中，為了將從黑洞中心所提取出來的資訊傳遞給身處4維時空的女兒墨菲，人為的製造引力波效應，成功將資訊傳遞，從而人類得以解救。說不定在不遠的將來，我們也可以依靠引力波來判斷多重宇宙的存在與否。
或者和科幻小說《三體》中描述的那樣，引力波被人類用於星際通訊領域，小說裡的幻想會變成現實嗎?
也許你要說，哎，都是科學界的事兒，跟偶們好像沒什麼影響哦!
大錯特錯!
連兩個黑洞都玩著玩著就在一起了，然後產生引力波發射到地球。這算不算有史以來，在情人節前夕對單身狗最猛烈的一次衝擊?!
引力波的介紹
各種各樣的引力波探測器正在建造或者運行當中，比如 advanced LIGO***aLIGO***從2015年9月份開始執行觀測。
可能的引力波探測源包括緻密雙星系統***白矮星，中子星和黑洞***。在2016年2月11日，LIGO科學合作組織和Virgo合作團隊宣佈他們已經利用高階LIGO探測器，已經首次探測到了來自於雙黑洞合併的引力波訊號 。
2016年6月16日凌晨，LIGO合作組宣佈：2015年12月26日03:38:53 ***UTC***，位於美國漢福德區和路易斯安那州的利文斯頓的兩臺引力波探測器同時探測到了一個引力波訊號;這是繼 LIGO 2015年9月14日探測到首個引力波訊號之後，人類探測到的第二個引力波訊號。
在物理學中，引力波是指時空彎曲中的漣漪，通過波的形式從輻射源向外傳播，這種波以引力輻射的形式傳輸能量。在1916年 ，愛因斯坦基於廣義相對論預言了引力波的存在。引力波的存在是廣義相對論洛倫茲不變性的結果，因為它引入了引入了相互作用的傳播速度有限的概念。相比之下，引力波不能夠存在於牛頓的經典引力理論當中，因為牛頓的經典理論假設物質的相互作用傳播是速度無限的。
引力波的探測歷史
在過去的六十年裡，有許多物理學家和天文學家為證明引力波的存在做出了無數努力。其中最著名的要數引力波存在的間接實驗證據——脈衝雙星 PSR1913+16。1974年，美國麻省大學的物理學家家泰勒***Joseph Taylor***教授和他的學生赫爾斯***Russell Hulse***利用美國的308米射電望遠鏡，發現了由兩顆質量大致與太陽相當的中子星組成的相互旋繞的雙星系統。由於兩顆中子星的其中一顆是脈衝星，利用它的精確的週期性射電脈衝訊號，我們可以無比精準地知道兩顆緻密星體在繞其質心公轉時他們軌道的半長軸以及週期。根據廣義相對論，當兩個緻密星體近距離彼此繞旋時，該體系會產生引力輻射。輻射出的引力波帶走能量，所以系統總能量會越來越少，軌道半徑和週期也會變短。
泰勒和他的同行在之後的30年時間裡面對PSR1913+16做了持續觀測，觀測結果精確地按廣義相對論所預測的那樣：週期變化率為每年減少76.5微秒，半長軸每年縮短3.5米。廣義相對論甚至還可以預言這個雙星系統將在3億年後合併。這是人類第一次得到引力波存在的間接證據，是對廣義相對論引力理論的一項重要驗證。泰勒和赫爾斯因此榮獲1993年諾貝爾物理學獎。到目前為止，類似的雙中子星系統只已經發現了將近10個。但是此次釋出會中的雙黑洞系統卻從來沒被發現過，是首次。
在實驗方面，第一個對直接探測引力波作偉大嘗試的人是韋伯***Joseph Weber***。早在上個世紀50年代，他第一個充滿遠見地認識到，探測引力波並不是沒有可能。從1957年到1959年，韋伯全身心投入在引力波探測方案的設計中。最終，韋伯選擇了一根長2米，直徑0.5米，重約1噸的圓柱形鋁棒，其側面指向引力波到來的方向。該型別探測器，被業內稱為共振棒探測器：當引力波到來時，會交錯擠壓和拉伸鋁棒兩端，當引力波頻率和鋁棒設計頻率一致時，鋁棒會發生共振。貼在鋁棒表面的晶片會產生相應的電壓訊號。共振棒探測器有很明顯的侷限性，比如它的共振頻率是確定的，雖然我們可以通過改變共振棒的長度來調整共振頻率。但是對於同一個探測器，只能探測其對應頻率的引力波訊號，如果引力波訊號的頻率不一致，那該探測器就無能為力。此外，共振棒探測器還有一個嚴重的侷限性：引力波會產生時空畸變，探測器做的越長，引力波在該長度上的作用產生的變化量越大。韋伯的共振幫探測器只有2米，強度為1E-21的引力波在這個長度上的應變數***2E-21米***實在太小，對上世紀五六十年代的物理學家來說，探測如此之小的長度變化是幾乎不可能的。雖然共振棒探測器沒能最後找到引力波，但是韋伯開創了引力波實驗科學的先河，在他之後，很多年輕且富有才華的物理學家投身於引力波實驗科學中。
在韋伯設計建造共振棒的同時期，有部分物理學家認識到了共振棒的侷限性，然後就有了前面提到的有基於邁克爾遜干涉儀原理的引力波鐳射干涉儀探測方案。它是由麻省理工學院的韋斯***Rainer Weiss***以及馬里布休斯實驗室的佛瓦德***Robert Forward***在70年代建成。到了70年代後期，這些干涉儀已經成為共振棒探測器的重要替代者。鐳射干涉儀對於共振棒的優勢顯而易見：首先，鐳射干涉儀可以探測一定頻率範圍的引力波訊號;其次，鐳射干涉儀的臂長可以做的很長，比如地面引力波干涉儀的臂長一般在千米的量級，遠遠超過共振棒。
除過我們剛剛提到的aLIGO, 還有眾多的其他引力波天文臺。位於義大利比薩附近，臂長為 3千米的VIRGO;德國漢諾威臂長為600米的GEO;日本東京國家天文臺臂長為300米的TAMA300。這些探測器曾在2002年至2011年期間共同進行觀測，但並未探測到引力波。所以之後這些探測器就進行了重大升級，兩個高新LIGO***升級版的LIGO***探測器於2015年開始作為靈敏度大幅提升的高新探測器網路中的先行者進行觀測，而高新VIRGO***升級後的VIRGO***也將於2016年年底開始執行。日本的專案TAMA300進行了全面升級，將臂長增加到了3公里，改名為叫KAGRA，預計2018年執行。
因為在地面上很容易受到干擾，所以物理學家們也在向太空進軍。歐洲的空間引力波專案eLISA***演化鐳射干涉空間天線***。eLISA將由三個相同的探測器構成為一個邊長為五百萬公里的等邊三角形，同樣使用鐳射干涉法來探測引力波。此專案已經歐洲空間局通過批准，正式立項，目前處於設計階段，計劃於2034年發射執行。作為先導專案，兩顆測試衛星已經於2015年12月3日發射成功，目前正在除錯之中。中國的科研人員，在積極參與目前的國際合作之外之外，也在籌建自己的引力波探測專案。