测引力波的仪器,如何测引力波 _引力波

引力波是怎么被测量的？

施郁（复旦大学物理学系教授）历史上主要有过3种测量。1960年代，韦伯使用铝圆柱，即所谓“韦伯棒”作为探测器，希望引力波引起共振，就好比用音叉测量声音。他后来还用相距1000公里的两个探测器，以排除只影响单个探测器的因素。这个思想后来被LIGO采纳。1969年韦伯声称他的两个韦伯棒发现了引力波。但是无人能重复，普遍认为他的结果是错的。
1974年，拉塞尔?赫尔斯（Russel Alan Hulse）和约瑟夫?泰勒（Joseph Hooton Taylor）发现引力波导致一个中子星和与之互相环绕的伴星之间的距离越来越小。这可以算间接测量引力波。真正成功的直接测量就是两年前成功，最近探测到好几次引力波的方法，也就是用干涉仪的方法。每个探测器是一个巨大的迈克尔逊干涉仪，有两个互相垂直的、约4公里长的臂，构成L形。
一束激光分成两束，分别进入两臂。在每个臂中，激光被两端的镜子来回反射多次。最后两束激光再叠加起来，这就是干涉。干涉的光强决定于两臂长度差，所以用来测量两臂长度差。引力波经过探测器时，每个臂的长度都时长时短地振荡，而且步调相反，一个臂变长时，另一个变短。所以两臂长度差也在振荡，从而激光干涉的光强也在振荡。
引力波为何只能检测到一次？

问题对引力波的理解有误，引力波不是两个天体合并产生爆炸的震荡。引力波并不是两个天体合并时才会存在，地球跟太阳之间的运动，甚至两个擦肩而过的人之间，都会产生引力波。只是这些引力波无法测量而已。引力波强度跟转动惯量成正比，质量越大的物体转动惯量越大，黑洞或中子星的质量跟人相差最少有29个数量级。引力波强度跟频率的平方成正比，中子星的转速每秒钟可以有1000转。
即使是中子星或黑洞之间的高速绕行，对我们地球的时空造成的扰动，在每公里尺度上的变化也只有大约原子核半径的万分之一。在黑洞或中子星相互绕行时，他们之间的距离是越来越近，频率是越来越高的，产生的引力波强度也在不断增强，最终到我们能够测量到时，他们也就迅速完成合并。所以今后人类测量技术继续提高之后，应该能够“看”到更多更持续的引力波。
引力的传播速度是光速，我们是如何测量的？

引力的传播速度是光速，我们是如何测量的？宇宙空间中的四种基本作用力是强相互作用力、弱相互作用力、电磁力和引力，其中强相互作用力和弱相互作用力是反映在微观粒子层面，分别是原子的结合力和核子产生衰变的作用力。而在宏观世界中反映出的物质之间的作用力主要是电磁力和引力，其中电磁力的本质是光子的交换，是我们观察周围世界最常用的媒介，而引力则是普遍产生在有质量的物体之间，是使之具有相互结合趋势的吸引力。
在四种基本作用力之中，引力是最弱的，那么科学家们是怎么测量出它的速度的呢？引力的本质1687年，牛顿正式提出了万有引力定律，从而将物体在一定的时间和空间的运动问题，以数学表达式的形式加以确定，而宇宙星体之间的运行也在此基础上得到了很好的诠释，根据万有引力定律，人们描述两个物体之间的万有引力，与它们的质量成正比、与距离的平方成反比，很多科学家根据牛顿万有引力定律，成功预言或者推测出了诸如哈雷彗星、海王星等天体的存在，为人类社会深入认识宇宙的形成和发展奠定了坚实的基础。