《给忙碌者的天体物理学》阅读随记2

        在暗能量篇里第一次读到引力波的概念，刚开始还不太理解，引力还会有波动！？在脑子里完全没法想象这是怎样一种场景，在认知里只有牛顿提出的万有引力的概念，即两个质量间存在微弱的引力作用，并是直线作用的，这种力的波动太不可思议了。直到在得到里听了闫伯均老师的课，才恍然大悟这是怎么回事。

        在爱因斯坦的理论中，引力并不是一种直来直去的作用力，而是质量物体对空间的扭曲，要理解这一点还要从另外的类比场景入手。首先来理解下波动，众所周知水波是水表面振动引起的一种波动，是有物体在水表面发生了上下振动。引力波也类似，只是需要将空间也看成一种物质，就像水里的鱼不容易感受到水的存在一样，我们人生活在空间里，也不太容易将空间作为一种物质来理解。可以想象这样一种场景：一条被四个人拉得很平的床单，在中间放一颗有一定重量的球体，床单中间就被压到凹陷了吧，然后有另外的物体放到床单边缘，是不是自然就往床单中间的球体滚去啊，这个场景就跟引力的作用一样。想象一下，床单就是宇宙空间，中间那个球体就是我们地球，我们人就是传单边缘的物体，而牵引物体向球体滚去的那个力就是引力了。床单中间的球质量越大，在床单上陷得越深，牵引物体滚向它的力就越大，类似的情况质量越大，引力也就越大。一个最简单的例子，月球比地球小很多吧，同时大家都知道月球上的引力只有地球上的六分之一，就是这个原因了。那么引力波又是怎么回事呢，还是刚才那个床单的例子，床单中间的球体在那不是静止的，而是有规律的上下振动，导致了床单表面也以波的形式振动，就像水波一样。类似，空间中的物体也发生这种振动，于是引力波就产生了，但有人会问了，我手上拿个球上下晃，也没检测到啥引力波存在呢？其实原因只有一个，像地球上这种小质量的物体产生的引力波小到几乎可以忽略不计，目前也没有啥仪器能检测到这么小质量物体在空间中引起的引力波动，所以说发现引力波更多的是运气成分。2016年人类第一次探测到引力波的真实存在，这离爱因斯坦1916年第一次在广义相对论中提出这概念已过去了整整一百年时间，这次宇宙中的引力波产生于两个大质量的黑洞合并碰撞时的引力振动，使周围空间发生强烈的波动，进而才被人类的仪器探测到，并且探测到引力波的几位科学家还因此获得了2017年的诺贝尔物理学奖。

        类比的思想在对于我们理解深涩的物理学概念很有帮助，让人把一些不可描述的场景能以通俗易懂的画面展现在世人面前，能让你我一样的普通人也感受到科学的魅力。