1687年:牛頓引力Isaac Newton出版了《自然哲學的數(shù)學原理》,全面介紹了引力。這為天文學家提供了一個準確的工具箱,用于預測行星的運動。但它并非沒有問題,例如計算水星行星的精確軌道。 由于來自其他行星的引力拖曳,所有行星的軌道都進動 - 每次旋轉(zhuǎn)時軌道的最近點略微移動。 水星軌道的問題在于角動量與牛頓理論預測的不相符。這只是一個小小的差異,但足以讓天文學家知道它在那里! 1859年:法國天文學家勒維烈為了解釋水星奇怪的行為,法國天文學家勒維烈,提出了一個預言水星軌道內(nèi)還有一個最靠近太陽的未知行星。,它靠近太陽旋轉(zhuǎn)。 1905年:狹義相對論阿爾伯特·愛因斯坦用他的狹義相對論震撼了物理學。然后他開始將重力引入他的方程式,這導致了他的下一個突破。 1907年:愛因斯坦預測引力紅移 我們現(xiàn)在所謂的引力紅移是愛因斯坦首先從廣義相對論的發(fā)展中提出的。 愛因斯坦預測,來自強引力場中原子的光的波長會隨著它從重力中逃逸而變長。較長的波長將光子移動到電磁波譜的紅端 1915年:廣義相對論阿爾伯特·愛因斯坦發(fā)表了廣義相對論。第一個巨大的成功是它對水星軌道的準確預測,包括它以前不可思議的進動。 該理論還預測了黑洞和引力波的存在,盡管愛因斯坦本人經(jīng)常難以理解它們。 1917年:《廣義相對論下的宇宙學思考》1917年,愛因斯坦發(fā)表了一篇關(guān)于輻射量子理論的論文,指出受輻射是可能的。 愛因斯坦提出,一個被激發(fā)的原子可以通過以光子的形式釋放能量,從而回到一個較低的能量狀態(tài),這個過程被稱為自發(fā)輻射。 在受激發(fā)射中,入射光子與受激原子相互作用,使其進入較低的能量狀態(tài),釋放出與入射光子處于同一相位、具有相同頻率和方向的光子。這一過程使激光得以發(fā)展(通過受激輻射的光放大)。 1918年:“時空結(jié)構(gòu)拖曳效應”1918年,當時由奧地利物理學家約瑟夫.倫澤和漢斯.塞林共同提出的,他們利用愛因斯坦的廣義相對論原理預測得出,在旋轉(zhuǎn)物體周圍可能有時空結(jié)構(gòu)扭曲現(xiàn)象發(fā)生,因此這也被稱為“倫澤—塞林效應” 1919年:首次觀察引力透鏡引力透鏡是指大型物體(如黑洞)周圍的光線彎曲,使我們能夠看到位于其后面的物體。在1919年5月的日全食期間,觀測到太陽附近的恒星稍微偏離了位置。這表明由于太陽的質(zhì)量,光線正在彎曲。 1925年:首次測量引力紅移正如愛因斯坦所預測的那樣,沃爾特·西德尼·亞當斯檢查了大質(zhì)量恒星表面發(fā)出的光并發(fā)現(xiàn)了紅移。 1937年:預測銀河引力透鏡瑞士天文學家弗里茨·茲威基提出整個星系可以作為引力透鏡。 1959年:引力紅移驗證該理論是確鑿測試羅伯特·龐德和葛倫·勒貝卡通過測量兩個來源相對紅移在哈佛大學的杰弗遜實驗室塔的頂部和底部。該實驗準確地測量了光子在頂部和底部之間傳播時的微小能量變化。 1960年:發(fā)明激光器加利福尼亞休斯研究實驗室的物理學家西奧多·哈羅德·梅曼制造了第一臺激光器。 20世紀60年代:黑洞的第一個證據(jù)20世紀60年代是廣義相對論復興的開始,并且看到了由中心巨大的黑洞拉動所驅(qū)動的星系的發(fā)現(xiàn)。 現(xiàn)在有證據(jù)表明所有大型星系的心臟都有大量的黑洞,并且在恒星之間漫游著較小的黑洞。 1966年:首次觀察引力時間延遲美國天體物理學家歐文·夏皮羅提出,如果廣義相對論是有效的,那么當太陽系在太陽系周圍反彈時,無線電波會因太陽的引力而減慢。 通過將雷達波束從金星表面反彈并測量信號返回地球所需的時間,觀察到了1966年至1967年之間的影響。測量的延遲與愛因斯坦的理論一致。 我們現(xiàn)在在宇宙學尺度上使用時間延遲,觀察重力透鏡圖像之間的閃光和耀斑的時間差異,以測量宇宙的膨脹。 1969年:引力波的錯誤探測美國物理學家約瑟夫·韋伯(Joseph Weber)(有點叛逆)聲稱,他首次通過實驗發(fā)現(xiàn)了引力波。 1974年:引力波的間接證據(jù)約瑟夫·泰勒和羅素·赫爾斯發(fā)現(xiàn)了一種新型脈沖星:雙星脈沖星。脈沖星軌道衰變的測量結(jié)果顯示,它們的能量損失與廣義相對論預測的能量損失相當。他們因這一發(fā)現(xiàn)獲得了1993年諾貝爾物理學獎。 1979年:首次觀測銀河引力透鏡當觀察者Dennis Walsh,Bob Carswell和Ray Weymann看到兩個相同的準恒星物體或“類星體” 時,發(fā)現(xiàn)了第一個河外引力透鏡。原來是一個類星體出現(xiàn)在兩個獨立的圖像中。 自20世紀80年代以來,引力透鏡已成為宇宙中質(zhì)量分布的有力探測器。 1979年:LIGO獲得資金美國國家科學基金會資助建設(shè)激光干涉儀引力波觀測臺(LIGO)。 1987年:引力波的另一個誤報來自Joseph Weber(再次)的直接探測的誤報警,聲稱來自超新星SN 1987A的信號使用他的扭桿實驗,該實驗由大型鋁條組成,當大型引力波通過它時振動。 1994年:LIGO建設(shè)開始這花了很長時間,但LIGO的建造終于在華盛頓的漢福德和路易斯安那州的利文斯頓開始了。 2002年:LIGO開始首次搜索2002年8月,LIGO開始尋找引力波的證據(jù)。 2004年:框架拖動探針NASA發(fā)射重力探測器B來測量地球附近的時空曲率。由于潛在的時空,探頭包含隨時間略微旋轉(zhuǎn)的陀螺儀。旋轉(zhuǎn)物體周圍的效果更強,“旋轉(zhuǎn)”時空周圍。 重力探測器B中的陀螺儀旋轉(zhuǎn)了與愛因斯坦廣義相對論相一致的量。 2005年:LIGO探測結(jié)束經(jīng)過五次搜索后,LIGO的第一階段結(jié)束時沒有檢測到引力波。然后傳感器進行臨時改裝以提高靈敏度,稱為增強型LIGO。 2009年:增強LIGO一個名為Enhanced LIGO的升級版本開始尋找引力波。 2010年:增強的LIGO探測結(jié)束增強型LIGO無法檢測到引力波。一項名為Advanced LIGO的重大升級開始了。 2014年:完成高級LIGO升級新的Advanced LIGO已經(jīng)完成安裝和測試,幾乎準備開始新的搜索。 2015年:引力波誤報#3BICEP2實驗在觀察宇宙微波背景時聲稱了早期宇宙中引力波的間接特征。但看起來這就是我們自己的銀河系中的灰塵,它們會欺騙信號。 2015年:LIGO再次升級高級LIGO開始尋找引力波,其靈敏度是原LIGO的四倍。9月,它檢測到一個看起來很可能來自兩個黑洞之間碰撞的信號。 2016年:確定了引力波檢測經(jīng)過嚴格的檢查,Advanced LIGO團隊宣布了引力波的探測。 總結(jié):一個理論到發(fā)現(xiàn)時間用了329年! |
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