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前不久，美国科学家宣称成功探测到引力波。消息一经传出，全球科学界立即产生了轰动，这是世纪性的、振奋人心的重大发现，可以类比百年前的人类发现电磁波。这意味着，人类科学研究从电磁波时代进入引力波时代，我们将从全新的探测窗口倾听宇宙的“歌唱”。 电磁波的应用与开发最终产生了无线电通信，这彻底改变了人类交流与沟通的方式，进一步引发今天的信息革命时代来临。一旦未来的引力波通信技术开发成功，可能引导人类进行跨越星际的交流，帮助人类尽早走出地球家园、 向宇宙深度进军。 爱因斯坦的广义相对论（GR）在1915年提出，这是关于引力场中物质运动的规律描述，有物质就会产生引力场。诸如，地球上的苹果为什么下落？为什么月球围绕地球、地球围绕太阳运动？这些就是万有引力现象的案例。牛顿引力定律只是近似地描述低速状态下的引力场，而爱因斯坦则给出更加完美的普适方程，并获得大量实验验证支持。依此，爱因斯坦预言了引力波的存在。 引力波的发现将是物理学100年来最大的突破之一。至此，爱因斯坦全部预言获得验证，这为广义相对论画上完美句号。正如美国科学家所言，引力波的证实是广义相对论的最后一块“拼图”，广义相对论的其他几大验证早就被实验所证明，包括：水星近日点进动、光线在引力场偏折、引力红移、雷达回波时间延迟、黑洞、自旋进动。 引力波的发现好比百年前的电磁波发现，将深远影响人类未来。回想一百多年前，科学家法拉第和麦克斯韦提出和创立电磁理论，预言电磁波的存在。电磁波是电磁偶极子器件震荡，导致电磁场在空间以光速传播。德国科学家赫兹首先实现和证实电磁波的发射接收。其后，美国科学家莫尔斯利用它发明了有线电报。再到今天的手机、广播电视，全是电磁波通信，这彻底改变了人类的信息交流方式。 电磁波是电磁能量的空间传播，而引力波是时空引力能量的传播。它不同于电磁波，引力波是物质能量剧烈加速变化引起时空形变的能量传播。由于电磁波受到大气层等离子体、太阳风和银河系电荷等的干扰，所以电磁信号传输距离有限。但若用引力波通信，即可以与遥远的宇宙联络，且干扰减少——引力波是物质时空的振荡，传播速度与电磁波一样，但它是物质加速运动造成的时空能量波动，而不是电磁场的波动，所以不受宇宙到处分布的电荷等的干扰。 可以设想，高度文明的外星人已在使用引力波通信技术，进行星际交流，可惜地球人类无法接收其信号——我们的电磁信号即使传到其他星球，也可能信息失真。这导致我们彼此在茫茫宇宙中互相寻找，不得知己。假如借助引力波通信技术，在21世纪我们就可能“倾听”到外星人的引力波“歌唱”。从而，我们或许会实现与外星人的合作——这将是宇宙生命的终极意义。 （本栏长期征集“日知录”三字篆刻，投稿邮箱：rizhilu999@163.com） |
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