引力波没有能量因此不会被吸收,这对吗?
引力波没有能量因此不会被吸收,这对吗?
不,在广义相对论的发展过程中,这曾是一个有争议的问题。爱因斯坦和罗森写了一篇论文说没有引力波,但因菲尔德向爱因斯坦展示了他犯了错误,爱因斯坦写了一篇纠正论文,但罗森不同意。引力波是否传递能量的问题由费曼解决了大多数物理学家的问题,他认为如果有一根上面有两个珠子的杆子,一个经过的引力波会使珠子分开和移动在一起,因此如果有摩擦能量将从中提取海浪。
GR 预测,两个轨道物体发出的引力波会带走能量,从而使轨道物体逐渐一起运动。这方面的第一个经验证据是观察到双星脉冲星 PSR 1913+16 的减速。该系统在其发现者之后也被称为 Hulse-Taylor 双星脉冲星。 1975 年,Hulse 和 Taylor 使用 Arecibo 305m 天线探测到脉冲无线电发射,从而将源识别为脉冲星,这是一颗快速旋转、高度磁化的中子星。中子星每秒绕其轴旋转 17 次;因此脉冲周期为 59 毫秒。
在对无线电脉冲计时一段时间后,Hulse 和 Taylor 注意到脉冲的到达时间存在系统性变化。有时,收到的脉冲比预期的要早一点;有时,比预期的要晚。这些变化以平稳和重复的方式变化,周期为 7.75 小时。他们意识到,如果脉冲星与另一颗恒星处于双星轨道,则可以预测这种行为。观测表明,脉冲星的轨道正在逐渐收缩,这证明了正如爱因斯坦的广义相对论所预测的那样,以引力波的形式发射能量,导致脉冲星稍微提前到达近星点。此外,由于引力场,近星体在经度上每年推进 4°(因此脉冲星的近星体在一天内移动的距离与水星在一个世纪内的移动距离一样远)脉冲星及其中子星伴星都围绕它们共同的质心沿椭圆轨道运行.轨道运动的周期为 7.75 小时,据信两颗中子星的质量几乎相等,约为 1.4 个太阳质量。仅从两颗中子星中的一颗中检测到无线电发射。
使用 Arecibo 305m 天线,Hulse 和 Taylor 检测到脉冲无线电发射,从而确定源是脉冲星,这是一颗快速旋转、高度磁化的中子星。中子星每秒绕其轴旋转 17 次;因此脉冲周期为 59 毫秒。
近星点的最小间隔约为 1.1 个太阳半径; aastron 的最大间隔为 4.8 个太阳半径。轨道相对于天空平面倾斜约 45 度。近星体的方向在轨道运动方向上每年变化约 4.2 度(近星体的相对论进动)。 1975 年 1 月,它被定向,使得近星点垂直于地球的视线。
自最初发现双星系统以来,轨道已经衰减,这与爱因斯坦广义相对论预测的引力波导致的能量损失精确一致。观测到的轨道衰减率与预测的轨道衰减率之比为 0.997±0.002。目前该系统发射的引力辐射(波)的总功率计算为 7.35 × 10^24 瓦。相比之下,这是我们自己的太阳光辐射功率的 1.9%。 (另一个比较是,由于距离和轨道时间要大得多,特别是在太阳和木星之间,我们自己的太阳系仅辐射约 5000 瓦的引力波)。
由于引力辐射造成的这种较大的能量损失,轨道周期的减少率为每年 76.5 微秒,半长轴的减少率为每年 3.5 米,计算得出的最终螺旋寿命为 300,000,000 年。
GR 方程的时间反向对称性意味着如果能量可以被辐射出去,它就可以被吸收。