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【3D科普】解謎重力波! 它是如何產生與被偵測

2017年的諾貝爾物理學獎頒給了三位美國科學家,分別是Rainer Weiss、Barry Barish、Kip Thorne,他們透過LIGO天文台(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory),測量到了「重力波」(gravitational wave)。但說到重力波,你知道這到底是怎麼形成的,又是如何被探測到的嗎?重力波是由兩個質量超大的物體,像是黑洞,在宇宙中互繞碰撞而造成的時空漣漪,而其中的概念就要先把宇宙的時空想像成一張巨大的彈簧床,當有物質落在上面就會造成彎曲,質量越大,時空被重力扭曲的就越厲害。舉例來說,因為太陽質量非常大,導致周圍時空彎曲,當太陽周遭時空的行星,落到這張彈簧床上時,就會繞著太陽轉。一旦有質量的物質加速旋轉,甚至碰撞時,便會不斷地改變周圍的時空曲率,並且向外傳播,這就是所謂的重力波。但重力波不僅看不見,同時非常微弱,比電磁波足足若了數億倍,那我們又是如何探測到的呢?兩個位於美國的雷射干涉儀LIGO,還有新加入位在歐洲的Virgo,分別的所在位置構成三角測量帶,能將檢測重力波的精度提高十倍,還能精確知道重力波源自哪裡。它們的工作原理是偵測光走的距離的變化,當雷射光經過一個分光鏡後,會沿著有兩條相互垂直,長四公里的隧道傳播,來測量光走的距離的變化,平常雷射光反射回來時,兩道雷射光波會同步。但是,當有重力波傳來時,它會把時空在一個方向上拉長,而在另一個方向上壓縮,導致兩道雷射光所走的距離不同,因此在反射回去時,所產生的干涉條紋就會產生偏差,以及明暗的變化,藉此就可以偵測與計算重力波的強度。(國際中心/綜合外電報導)
 


重力波

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