引力波是否存在有争议!爱因斯坦本人也曾怀疑( 二 )


问:最后问题是如何解决的?
答:1957年罗森在北卡罗来纳州查珀尔希尔的一次会议上提出自己的论据,幸运的是菲利克斯·皮拉尼(Felix Pirani)也参加了那次会议 。他决定看看广义相对论如何起作用,使用非常实用的方法解决了坐标系的问题,他展示了波在经过时可以来回移动粒子 。理查德·费曼(Richard Feynman)听了皮拉尼的谈话后,表示:“既然我们知道粒子会移动,我们要做的是想象一根铁棒,在铁棒上我们放一些珠子,当波经过时,珠子会来回移动,但铁棒将保持僵硬,因为铁棒的电磁力会努力使原子和电子保持原位,因此珠子会拉铁棒,摩擦产生能量,能量必然来自引力波 。我的结论是这种波有能量” 。
这就是著名的“粘珠”思想实验,让很多人相信罗森提出的怀疑没有任何理由 。然后乔·韦伯(Joe Weber)等人开始努力探测引力波 。
问:但人们依然不知道是否存在可以探测到的足够强大的引力波天体物理源,对吗?
答:对,爱因斯坦写到,任何人都不大可能发现行为受到引力波可测量影响的系统,他指出,来自典型的双子星系统的波几乎不携带能量,我们从未注意到这个系统已经改变 。我们能看到来自黑洞的引力波,原因是它们之间的距离比双星更近 。这些黑洞很微型,所以可以靠得足够近并相互围绕着非常非常快速地运动 。由于爱因斯坦不相信黑洞的存在,因此他就无法知道能以这种你能看到引力波的方式运动的系统 。
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问:卡尔·施瓦兹柴尔德(Karl Schwarzschild)在1916年发现了爱因斯坦方程的黑洞答案,同年爱因斯坦预测到引力波 。为什么后来爱因斯坦却又不相信有黑洞?
答:黑洞本身存在很大争议,有着复杂的历史,LIGO的探测是首次真正完整证明了黑洞的存在 。1916年爱因斯坦认为施瓦兹柴尔德只是发现了简化的物理学:如同有人将地球看作一个质量点(质量压缩至一个点)以简化研究,他们认为“施瓦兹柴尔德答案”——我们现在称为黑洞——为了方便研究将太阳作为一个质量点处理 。他们认为这并非真实的事情 。到1930年代,人们开始逐渐知道,“不完全清楚这个理论阻碍了人们” 。如罗伯特·奥本海默等人开始证明,恒星可能自己坍塌变成像“施瓦兹柴尔德答案”的东西 。1960年代约翰·惠勒(John Wheeler)的团队,基普·索恩是他的学生之一,从事了这种工作,他们和其他人发展起来黑洞理论 。