LIGO 用光干涉測到的引力波,是怎麼做到的?

2025-04-14 16:45:16 字數 4199 閱讀 2496

1樓:赫宰是我的

ligo能達到這麼高精度的乙個重要原因是使用了壓縮態的光。在此之前,人類製造的干涉儀的精度是受真空態的漲落所限制的,這個極限稱為標準量子極限(也稱作shot-noise limit):干涉儀的精度和輸入光強的1/2次方成反比。

但後來科學家發現標準量子極限可以被打破,方法就是在干涉儀中輸入壓縮態的光。壓縮態的光可以壓縮其相位的不確定性,而放大其強度的不確定性,反之也可以壓縮其強度的不確定性而放大其相位的不確定性。在干涉儀的乙個埠輸入壓縮相位不確定性的壓縮態的光,可以壓縮參與干涉的兩束光之間相位差的不確定性,同時放大光子運動碰撞鏡面產生壓力的不確定性。

被壓縮後的光相位差的不滲陪確定性使干涉儀測量的精確度超越了標準量子極限。詳細內容可參考phys. rev.

d 23, 1693 (1981)。同時,ligo使用的不是普通的麥可遜干涉儀,而是fabry-perot-michelson干涉儀。不同之處主要在於干涉臂使用了光腔,光在腔中共振增大了光的強度。

此外,ligo在資料收集和處理上也做了很多工作(ligo團隊裡有人專做訊號處理)。理論上講,人類測量精度的極叢敬蠢限只受到海森堡不確定性原理的約束。由海森堡不確定性原理得到的測量精度極限是精度與光強成反比,這個極限稱為海森堡極限稿或。

隨著技術的進步,ligo正在向這個真正的量子極限在邁進。<>

2樓:回憶

ligo官網11日在乙份新聞稿中表示,此次探測到的引力波是由兩此族個黑洞合併引發的。這兩個黑洞的直徑都在150公里左右,它們不斷靠近,旋轉,並最終合併成乙個黑洞。兩個黑洞乙個達到太陽質量的29倍,乙個為太陽質量的裂扒伏36倍。

據推測,兩個黑洞的合併發生在13億年前,合併過程中產生的引力波經漫長的傳播最終抵達地球。據推測,兩個黑洞以1/2倍光速的速度相撞後合併。二者在合併的過程中釋放出約肆攜3個太陽質量的能量,這些能量以引力波的形式輻射出去。

3樓:廣府唐詩宋唐

早在1915年,愛因斯坦在廣義相對論的基礎上提出了引力波的存在,並預言強引力場事件可產生引力波,比如黑洞合併、脈衝星自轉以及超新星爆發等。現代物理學認為,引力波是一種與電磁波不同的輻射,無法通過電磁輻射直接觀測。引力波與宇宙中物質的相互作用是非常微弱的,因此可以傳播至很遠的宇宙戚唯雹空間。

為「捕獲」引力波,美國國家自然科學**會於上世紀90年代在路易斯安娜州利文斯頓和華盛頓州漢福德各建造了乙個雷射干涉引力波天文臺(ligo)。每個天文臺都有兩個長達4公里的測量臂,呈l型排列。來自加州理工學山判院、麻省高帆理工學院等90多所高校的1000多名科學家參與ligo的日常探測和研究。

ligo觀測引力波的原理

4樓:網友

ligo觀測引力純察尺波的原理如下:

ligo測量原理 引力波波源距離地球非常遙遠, 最近的也在百萬光年以上,當引 力波傳播到地球附近時,已變得 十分微弱。 所以,引力波對時空 的影響可以看成是平直時空背景 下的微擾。

引力波天 近似平直 線附近的 的空間的 度規張量 度軌張量 引力波 引起的 度規張 量的擾 動 為簡單起見,僅考 慮引力波乙個偏振 方向e+. 當不考慮 引力波影響時(¹h+ =0),光在兩測試 質量間往返一次所 需的時間為: t2-t0=l/c

如果兩列機械波的頻率相同、相位差恆定、振動方向相同,就會發生干涉。肥皂膜看起來常常是彩色的,就是由於光的干涉產生的。在沒肢暗室中用氦氖雷射器發出的紅色雷射照射金屬擋板上的兩條平行的狹縫,在後面的屏上就會出現光的干涉條紋。

兩波重疊時,合成波的振幅大於成分波的振幅者,稱為相長干涉或建設性干涉(constructive interference)。如果在某一時刻,一列波的波峰與另一列波的波峰(或者波谷和波谷)在同一地點相遇,也就是說,兩列波在這裡引起的振動的相位相同。那麼在這一點,兩列波引做高起的振動總是相互加強的,質點的振幅最大。

這種干涉被稱為完全相長干涉,或者完全建設性干涉。

ligo引力波探測器是用什麼方法探測外太空引力波的?

5樓:泰慕詩

嗯……從哪說起呢?哈哈,首先沒有「旅行」引力波。宇宙中物體運動引起的所有重力強度變化都是即時的。

重力是瞬時的。宇宙是無限的,如果有什麼東西需要調整,那就沒有時間去「旅行」波了。尤其是以緩慢的速度「c」準時到達那裡。

當然,傳播引力波和傳播光波的作用是一樣的。它們會造成干擾模式,它們會改變宇宙,就像一場搖滾**會。哈哈,當然任何有諧波的東西都可以形成方波。

在這種情況下,這將是雙重力和零重力交替的振動。這將摧毀整個宇宙,直到至少乙個令人討厭的源。不,沒有重力波。

不管別人告訴我們有多少。

現在來看看ligo。建造它是為了比較基本上來自兩個不同方向的重力強度的「差異」。他們向兩個長隧道傳送雷射束,當他們回到乙個共同點時,比較相位或「時間」的差異。

當乙個方向與另乙個方向不同時,這應該是很重要的事情。但是當人們意識到ligo是緊緊地附著在地面上時,麻煩就來了。,它只能檢視兩個方向的360 ^ 2…每乙個兩個重力接待的方向被橫掃,整個宇宙在廣泛變化的方向和速度…地球旋轉,一輪太陽,太陽移動的星系,等等…,沒有辦法,他們可以瞭解他們指著或者他們接收。

他們在一眨眼的時間裡穿越了宇宙。他們不能集中注意力,或指向,或計劃去**。,甚至想知道他們掃瞄過的是什麼。

所以他們說他們觀察了乙個週期為8分鐘的雙星系統,實際上他們計劃用望遠鏡觀察這個系統,以知道「可見」波和「重力」波是同步的。既然已經說了這麼多,那就不值得提了,他們說義大利的ligo能夠在同一時間聚焦於距離相同的雙星系統…??

我已經大致描述了他們認為可行的方法。,但我們只能說他們實際上沒有做你問的事情。

6樓:甜甜

ligo在三個地點使用了大型雷射干涉儀來三角測量引力波,他們分別位於華盛頓州 ,路易斯安那州和軌道上機關光干涉儀空間天線, 干涉儀在真空中以垂直的角度發射雷射並測量干涉模式, 減去外部干擾 ,以確定時空本身是否沿某一種線拉伸 ,如果幹涉儀發射出的影象完全抵消了自身,那麼就沒有訊號, 沒有引力波 ,但是當我們看到帶狀,你就知道有些東西發生了變化。

7樓:流螢人生

引力波觀測其實就是大質量如中子星黑洞這樣的天體產生的震動傳到地球,我們才能觀測到。在引力波傳遞的時候,空間會被拉伸或壓縮,但是我們無法用正常的尺子度量這種變化。

因為測量的尺子也受引力波影響,也會產生拉伸或壓縮。

但科學家還是找到了一把不受影響的尺子——這就是光。

基於光速不變原理,當空間受到引力波拉伸時,光往返兩點之間所需要的時間會更長,反之則更短。用於探測引力波的ligo探測器(雷射干涉引力波天文臺)就是基於此建設的。他有兩條長達四公里的錘子隧道組成。

隧道內有高度真空的長管,用雷射干涉測量長管的距離,當引力波穿過ligo時,科學家能探測到光往返兩條隧道的時間,呈現此消彼長的週期變化。在美國境內,這樣的探測器就有兩座,2016年ligo第一次對外宣佈了,觀測到了引力波。

ligo這樣龐大的裝置即使不進行探測,日常的維護費用也是驚人的,很難想象該專案在之前的22年中沒有任何發現,但是依舊維持運作,這樣的堅持,在乙個急功近利,張揚浮誇的社會,簡直是不可想象的!

8樓:愛上了時尚範兒

就是當引力波傳來時,麥可遜干涉儀兩臂上的空間產生不同的變化,進而導致兩臂上的光程差發生變化。

ligo真的探測到引力波了嗎

9樓:匿名使用者

雖然他們沒有達到概率要求的3s標準,只達到了2s,但引力波探測的資料處理本來就複雜,他們說是,應該是有點確認的。雖然不能肯定,只能說很可能 對。

ligo再次檢測到引力波嗎?

10樓:夜華群

據美國太空網北京時間11月21**道,有許多「巨獸」正隱藏在宇宙的黑暗深處,天文學家們正試圖接收它們的訊號。

這其中就包括一對黑洞,每個質量大概為太陽質量的5倍到數十倍,這兩個黑洞相互碰撞後,最終形成乙個質量更大的黑洞。

上週,「雷射干涉引力波天文臺」(ligo)專案科學家宣佈,他們今年早些時候再次檢測到黑洞合併過程中發出的引力波訊號,這已經是2015年以來ligo第五次發現此類訊號,而且還是來自於迄今ligo探測到的質量最小的黑洞。

美國西北大學博士生、ligo專案組成員伊芙·切斯(eve chase)對太空網表示:「我們正在以一種前所未有的方式認識黑洞。」

發現引力波的人是誰中國引力波的發現是誰

1 發現引力波的人是ligo與virgo scientific collaboration。2 2016年2月11日,ligo與virgo scientific collaboration宣布他們首次對引力波進行了觀測。觀察本身是在2015年9月14日,使用先進的ligo探測器。3 美國加州理工學院...

發現了引力波對於人類意味著什麼,引力波的發現意味著什麼 引力波的發現對人類有何意義

第一,我們又增多了一種探索宇宙的方法。第二,如果引力波被證明擁有雷管雞所預言的性質,我們所有的太陽能電池都將成為雷管雞錐形,並且我們所使用的太陽能電力將是之前的5倍!由此帶來火力發電減少,酸雨 霧霾減少,碳排放少,大氣公升溫變慢。第三,這是我們現在能想到的應用,未來會更多!引力波引力波在廣義相對論裡...

電磁波 x射線 光子 引力波 伽馬射線的本質是什麼

追夢青春無悔 伽馬射線也叫 粒子流。是原子核發生能級躍遷,退激時釋放出來的一種穿透力極強的射線,屬於放射性現象。 超級王一番 光子 x射線 伽馬射線跟電磁波是同一樣東西,電磁波和光子是同一事物的兩個屬性,科學上稱為波粒二象性,它是電磁相互作用的傳播粒子光子的兩個屬性。而x射線和伽馬射線則是不同頻率的...