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引力波的神秘性在哪里？ 地球上的黄金是怎么产生的？ 我们神秘时候才能和外星人取得联系？ 这篇文章讲给你一个通俗易懂的解读！ 1 400多年前伽利略发明了天文望远镜，从此，远在天边的宇宙天体就变成了近在眼前。 10月16日晚，全球天文学界联合发布一项重大发现：人类首次直接探测到了引力波！ 耳听为虚，眼见为实！ 用天体物理学家张双南的话来说，“人类不但听到了天体结合发出的美妙歌声，而且也看到了它们相爱迸发的烟花！” 整个天文界都沸腾了，一个崭新的天文学、物理学和宇宙学的交叉前沿研究领域在一片惊呼中就这样诞生了！ 这是人类智力运行的巅峰之作，一首科学的赞歌！ 那么，究竟什么是引力波？ 牛顿发现了伟大的万有引力。这个引力的精髓是由物体质量的存在所致，这在近两百多年里被奉为宇宙间的绝对真理。 后来，爱因斯坦对引力提出了一种完全颠覆的看法。 爱因斯坦认为：引力是因质量对于时空造成变形所致,如同石头丢进水里产生的波纹一样,而非质量之间的吸引。 打个比喻,如果将时空看成一张大橡胶膜,用小球代替天体,被放在橡胶膜上时,球的质量会把橡胶膜往下压。这时,如果在旁边再放一颗球,两颗球分别造成的“时空弯曲”会让它们逐渐滚向对方。 当它们互相加速运动时,产生的“涟漪”就是引力波。宇宙中大质量天体的加速、碰撞和合并等事件都会形成强大的引力波。 我们可以想象为将一块石子投入水中所掀起的涟漪，因此，引力波被赋予如诗般的名字——宇宙中泛起的“时空涟漪”。 拿蹦床举例，如果一个运动员站在蹦床上，他站着的那个位置就会形成一个凹陷，也就是我们所说的弯曲。 如果这个运动员在那里一动不动的话，那个弯曲就像被扳弯的钢尺一直紧绷在那里。这种紧绷其实是在储存能量。 如果他稍微动一动，跳一下，这个蹦床就会把他弹起来。为什么会被弹起来呢？就是因为之前储存的能量释放了。 这个释放不仅是把人弹到了空中，而且使得这个蹦床表面从一开始紧绷的静止状态一下子变成反复起伏、上下翻滚的褶皱状态，这个起伏翻滚并传开来的褶皱就可以理解成一个波动的传播，即产生引力波。 这种起伏的程度越大，波动就越大，引力波也就越强。 2 引力波为何难探测？ 100年前，爱因斯坦在预言引力波存在时就曾说：“这些数值是如此微小，它们不会对任何的东西产生显著的作用，没人能够去测量它们。”
可以去探测大强度的引力波。引力波的强度跟天体的质量和运动剧烈程度有关。天体质量越大，运动越激烈，产生的引力波就越强。就好比蹦床运动员，他如果重量越大，弹跳得越高，能量释放得就越多，造成蹦床表面的起伏波动就会越大。 所以，也就是宇宙中发生爆炸性的大事件时产生的引力波，才相对容易探测到，比如黑洞并合、星系合并、超新星爆炸等。 因为时间间发生得越早，距离越远，越会在宇宙中传播期间被红移。红移指的是由于宇宙本身的膨胀将所有的波动的波长拉直拉平，这样其波动性就难以被探测到。 整整一个世纪,众里寻他千百度,科学家始终未曾直接观测到它…… 直到美国东部时间2015年9月14日5时51分,科研人员利用LIGO首次“听”到,来自距离地球13亿光年之外的一场引力风暴，两个巨大质量黑洞碰撞最后并合瞬间对时空的扰动,即引力波。 但那时观测到的只是黑洞并合，它们没有放出任何别的信号，也无法准确判定并合的地点。 而这一次，全世界的天文学家都沸腾了，全世界的望远镜都在同一时间指向了同一个方向：那席卷1.3亿光年的时空狂澜的源头！ 我们观测到了1.3亿光年之外，一例双中子星合并事件： 第一次，人类不仅“听”到了引力波的“声音”，还“看”到了引力波的起源！ 双中子星并合既释放出了引力波，又释放出了电磁波段的诸多信号。 此刻，人类才刚刚开始！ 3 原来天上真的可以掉下来黄金！ 这次引力波的发现，证实了双中子星并合事件是宇宙中大部分超重元素（金、银）的起源地。 为什么呢？ 先来看一下黄金是怎么产生的。 宇宙诞生后不久有了质子和中子，然后它们自发地变成了氢、氦和锂。恒星的诞生令这头三个元素可以进一步聚变并放出能量，但是这个聚变到了铁就又不得不停止。  铁是最稳定的元素，需要在极端环境下投入巨大能量才能做出更重的东西，譬如我们都想要的银、铂和金。 有一个很简单的办法是往里面拼命地扔中子。中子多了之后有些会衰变成质子，这样就得到了新的元素。但要点是一定得快，比衰变速度更快，才能得到金子这个级别的最重元素；不然就只能得到比铁稍微重一些的东西，比如铅。 而中子星除了外表的固态壳层和最里面的内核之外，剩下的部分几乎都是中子，中子星是宇宙内密度最大的东西，可以粗略理解成一个山一样大的原子核。一颗典型的中子星直径只有大约20千米，但却有两个太阳那么重。因为它的巨大重力，它上面任何高于几毫米的“山丘”都会垮掉，所以它也是最圆的天然物体之一。 中子之所以一开始在那里，就是因为中子星巨大引力的束缚，它们才不会自动跑掉。 所以，如果能让这些取之不尽的中子喷射出来撞到铁之类的原子的话，那么别说金子要多少有多少，更重的元素——比如核裂变中至关重要的铀和钚——也都能轻易做出来。 中子星的一次碰撞，抛出的碎块中形成的黄金足有300个地球那么重。即是说，你的金戒指或者金项链里面，大部分黄金是至少几十亿年前中子星与中子星或黑洞碰撞后的碎块里产生的。 这些碎片被撒入广袤无垠的太空，其中一部分与其他大量物质在46亿年前凝成了地球。 （上图上艺术家想象的双中子星合并时发生的猛烈爆炸） 对于我们这些物理、天文学的“小白”来说，宇宙的起源，物质和时间等，都非常抽象遥远。但我们明确得到了一个信息：黄金、白银等超铁元素的产生之谜，以及其来源，正在被科学家“参透”。 也许再过几十年，人类将获取“合成黄金”、“合成白银”的技术。到那时，黄金、白银可会变得像铜铁一样廉价？ 虽然宇宙永恒，但围绕着人类的一切都是变动的、充满不确定的。我们的财富未来也许会彻底虚拟化，变成电脑里的符号；就连实物黄金、白银也有可能失去货币的功能和价值。 几千年前，毕达哥拉斯就说：万物皆数。 现在，互联网组成的新世界，以及正在到来的人工智能，已经向我们昭示了这个真理： 未来的财富，将不再以实物为载体。未来人类完全可以用二进制作为基础，以编码的形式将一切粒子按照某种逻辑组合起来，从而组建一个新世界！——水木然 4 引力波和外星人 在20世纪70年代，飞向太阳系之外的“先驱者”号和“旅行者”号探测器上，都搭载了金属制成的人类名片，在名片上，人类以图画的形式表示出了太阳系、地球所在的位置、男人和女人的形象。 1974年，人类利用电磁波向武仙座球状星团M13发出第一封“地球电报”，其中的内容共有1679个数学符号，包含着数学、化学、生物学、人类学和天文学等丰富的情报资料的图案。 人类所做的一切，就好像是朝宇宙汪洋投掷出情深意切的漂流瓶，期待着能与未知的外星生命摩擦出奇妙火花。唉，宇宙太广阔了，人类太孤独了，我们的外星人大兄弟依旧迟迟不肯露面。 无线电在星际通信中应该算是非常落后的技术，而引力波的独特稳定性，决定了它才是超远距离通信的基础。 在可行性上，外星生命可能会倾向于用引力波来和其他星球文明进行通信，因此，人类认识宇宙需要从引力波着手——利用引力波中所携带的波源信息，获取数亿光年距离以上的文明消息，进而与之建立沟通！这意味着人类和外星人建立联系又进了一大步。
这也是天文学家激动到爆炸，而普通人又一懵逼的原因，以后真的可以跟外星人直接联系了！ |
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