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引力波没有能量所以不会被吸收,这对吗?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2022-06-27 10:54:13

在广义相对论的发展过程中,这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,但因菲尔德告诉爱因斯坦他犯了错误,爱因斯坦写了一篇纠正论文,但罗森不同意。对于引力波是否传递能量的问题,费曼解决了大多数物理学家的问题他认为,如果有一根有两颗珠子的杆子,通过的引力波会把珠子分开并聚集在一起,所以如果有摩擦,引力波就会提取能量。

GR预言,两个绕轨道运行的物体发射的引力波会带走能量,从而使绕轨道运行的物体逐渐一起运动。第一个经验证据是观测到双星脉冲星PSR 1913+16的减速。该系统也被称为赫尔斯-泰勒双星脉冲星,以其发现者命名。1975年,赫尔斯和泰勒利用阿雷西博305米天线探测到脉冲射电辐射,从而确定源是脉冲星,一种快速旋转、高度磁化的中子星。中子星绕轴旋转17次/秒;因此脉冲周期为59毫秒。

在对无线电脉冲计时一段时间后,赫尔斯和泰勒注意到脉冲到达的时间有一个系统性的变化。有时,脉冲的接收比预期的要早一点;有时候,比预想的要晚。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在双星轨道上,就可以预测这种行为。观测显示,脉冲星的轨道正在逐渐收缩,正如爱因斯坦的广义相对论所预测的那样,脉冲星以引力波的形式发射能量,这导致脉冲星稍微提前到达近日点。此外,由于重力场的作用,近天星经度每年提高4°(因此脉冲星的近天星一天的移动距离相当于水星一个世纪的移动距离)。脉冲星和它的中子星伴星都沿着共同质心的椭圆轨道运行。轨道运动的周期为7.75小时,这两颗中子星的质量被认为几乎相等,约为1.4个太阳质量。在这两颗中子星中,只有一颗探测到了射电辐射。

利用阿雷西博305米天线,赫尔斯和泰勒探测到脉冲无线电发射,从而确定源是脉冲星,一种快速旋转、高磁化的中子星。中子星绕轴旋转17次/秒;因此脉冲周期为59毫秒。

赫尔斯和泰勒

脉冲星发出的脉冲在某些时间比其他时间提前3秒到达,这表明脉冲星的轨道直径为3光秒,大约是太阳的直径。由于这是一个双星系统,所以可以确定这两颗中子星的质量,它们各自的质量大约是太阳质量的1-3倍。观测显示,脉冲星的轨道正在逐渐收缩,这可能是爱因斯坦广义相对论预言的引力波形式的能量发射的证据,导致脉冲星略微提前到达周天体。

星周的最小距离约为1.1个太阳半径;在apastron的最大距离是4.8个太阳半径。轨道相对于天空的平面大约倾斜45度。在轨道运动方向上,周旋星的方向每年大约改变4.2度(周旋星的相对论进动)。1975年1月,它调整了方向,使近日点与地球的视线垂直。

自双星系统最初被发现以来,轨道已经衰减,这与爱因斯坦广义相对论预测的引力波造成的能量损失完全一致。轨道衰减率观测值与预测值之比为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,这只相当于我们自己的太阳的1.9%。(另一个比较是,我们自己的太阳系辐射的引力波只有5000瓦左右,由于更大的距离和轨道时间,特别是太阳和木星之间)。

加上引力辐射造成的较大能量损失,轨道周期的衰减速度为76.5微秒/年,半长轴的衰减速度为3.5米/年,计算出到最终吸入的寿命为3亿年。

GR方程的时间反对称性表明,如果能量能被辐射出去,它就能被吸收。
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