[首见黑洞磁场大翻转]在宇宙中“引力波”比光速快10000倍你相信吗？

大家好，今天小编关注到一个比较有意思的话题，就是关于首见黑洞磁场大翻转的问题，于是小编就整理了2个相关介绍首见黑洞磁场大翻转的解答，让我们一起看看吧。

在宇宙中“引力波”比光速快10000倍你相信吗？

有一点基础物理学素养的人都不会相信这个说法呢。引力波怎么会比光速快？还快1万倍呢！

如果是这个样子，天体发出的引力波岂不是总会先于光先到达，而且还要快很多？如果是这个样子，那美国那个探测引力波的LIGO就没法用了？！

先来讲讲那个LIGO吧。

美国的那个探测引力波的巨型仪器LIGO（实际上是两台，或者说是两个天文台，因为体量比较大），全称是“激光干涉引力观测台”，就是基于引力是以光速传播来设计的。

LIGO的引力探测仪有两个，一个位于路易斯安那州利文斯顿的LIGO利文斯顿天文台（30°33'46.42“N 90°46'27.27”W），另一个位于华盛顿州里奇兰附近美国能源部的汉福德工地（一处停用的核生产设施）的LIGO汉福德天文台（46°27' 18.52“N 119°24'27.56”W）。 这两个天文台相距3,002公里。 LIGO的工作原理是基于引力波以光速传播的，因此这两台引力干涉仪之间的距离对应于引力波来说存在着10毫秒的到达时间差。而LIGO就是靠这个时间差来工作的——

遥远天体到达地球时的引力波基本上就可以视为一个平面，因此引力波会先后到达上述两个LIGO观测台，如果两个观测台都得到的信号，且前后相差10毫秒，那么很可能就是引力波，如果只有一个观测台收到信号，那说明根本不是引力波。[悟空问答·小宇堂-未经授权严禁转载]

上图：全世界的引力观测台，红色点印度LIGO也在计划之中，绿色点是正在建设中的。

截至2018年12月，LIGO已经探测到了11次引力波时间，其中10次来自二元黑洞合并。另一个事件是2017年8月17日首次发现两颗中子星碰撞（GW170817事件），同时传统望远镜观测到了对应的光信号。

这个第二次事件比较重要，因为这证伪了题主的假设。

GW170817是LIGO和Virgo探测器于2017年8月17日观测到的引力波信号,此引力波是由两颗中子星最后几分钟相互靠近并最终合并产生的，是首次以引力波观测到的中子星合并事件。因为黑洞合并预期不会产生可探测的电磁信号，而这个中子星合并被七大洲的70个天文台观测到，标志着多信使天文学的重大突破。GW170817的发现和随后的观察结果被“科学”杂志评为2017年度最佳突破奖。
引力波信号，称为GW170817，持续时间约为100秒，显示了两颗中子星的互相作用强度和频率特征。通过分析引力波在三个探测器位置（两个LIGO和一个VIRGO）的到达时间的微小变化，可以得出探测设备与引力波源的夹角。 从引力波的合并信号之后1.7秒开始，Fermi和INTEGRAL航天器检测到持续大约2秒的伽马射线爆，并命名为GRB 170817A。

如果引力波的传播速度比光快10000倍，那么光就会比引力波晚到10000倍的时间。上面的观测到的伽马射线暴就不会在1.7秒后到达了（这个1.7秒延迟是中子星碰撞事件与发光时间并非同时产生所致）。

所以题主的那个提法怎么能让人相信呢？

我不信，但牛顿可能会信喔，因为在牛顿那个时代光速并非神圣不可侵犯，超光速没有任何特别的物理意义。

牛顿万有引力公式

事实上，在牛顿的经典物理学世界中，虽然没有引力波，但有引力。引力不仅超光速1000倍，它的传播速度甚至是无穷大的，它能瞬时作用于宇宙之中的任何位置上的任何物体之上呢，对此连牛顿本人都深感困惑，但没办法就像起点写手写玄幻故事，总得有一个力量体系的设定吧。

在牛顿写下他那伟大的万有引力计算公式的时候，他的世界设定中，引力和时间不存在任何关系，在他的万有引力公式中，压根就没有时间这个参数。这意味着牛顿的引力理论中，他默认引力具有瞬时性质，不管距离有多远，引力都能立刻到达，这就是所谓的引力的超距作用。牛顿自己对此设定保持沉默，他在一封写给剑桥大学三一学院院长的信中写到：关于传播引力所需的媒介和速度这个问题，我留给我的读者思考。

相对中的绝对：光速绝对不变，规定了信息和力传播的速度上限

正是在牛顿保持沉默的地方，后世的物理学家发明了以太这个概念，他们认为引力通过以太传递，以太遍布在整个宇宙中，以太不仅负责传递引力也负责传递电磁波。然后，就是著名的迈克尔逊光速测量实验，意外的发现光速居然不变，这给爱因斯坦的狭义相对论提供了实验基础，狭义相对论因此给宇宙中力的传递，规定了速度上限：光速。当然也包括引力和引力波。

引力波是什么？

两个中子星融合成黑洞辐射出引力波

在广义相对论发表的第二年，爱因斯坦又发现质量的加速会辐射出引力波，这种现象类似于电荷的加速会辐射出电磁波。辐射出的引力波将以光速传递引力场的能量、动量与角动量这些物理属性。当然在广义相对论的框架中，所谓引力已经不再是一种力，而是时空的曲率。而引力波则是时空曲率以波的形式向外传播的一种扰动。任何非对称的质量分布变化都会让物体辐射出引力波，例如旋转着的中子星、黑洞的互绕与融合、超新星大爆炸以及终极引力波产生装置宇宙大爆炸，这些宇宙级现象都会让时空曲率发生涟漪般的波动。

自从有了爱因斯坦的狭义相对论，超光速就被赋予了其它含义。

爱因斯坦的狭义相对论（光速不变论），给经典物理学沉重的打击，自其问世之后，各种超光速的猜测就层出不穷，从足够大圆盘的旋转到晃动手电筒，以及一些乌龙实验，比如中微子超光速等等。现在又冒出了引力波超光速的谣言，不一而足。

不超几个光速，都不好意思写宇宙科幻小说

但直到现在为止，没有哪一种超光速现象得到了实证。但人们却乐于传播这些不靠谱的超光速谣言，原因无它，因为物理学的发展就是在不断地限制着人们的天马行空，给我们所生存的这个宇宙加上了一道又一道的桎梏，而我们喜欢自由的胡思乱想，不愿意被桎梏。就像一句俗话，自从有了牛顿，我们就再也没有办法左脚踩右脚上天和太阳肩并肩了。

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引力波的传播速度是光速，而不是超光速。认为引力波可以超光速，可能是把引力波与宇宙膨胀两个概念混淆了。引力波被誉为“时空的涟漪”，是一种时空震动，即时空的运动。宇宙膨胀同样是一种时空的运动。既然宇宙膨胀可以超光速，为什么引力波不能是超光速的呢？因为概念不同，成因不同。

什么是引力波？

引力波是广义相对论的一个预言，而广义相对论不可能预言一个超光速的物理现象。这样的回答可能让你并不满意， 但它确实是事实。

为了便于理解，大多数科普人解释的科学理论往往都仅限于定性描述，但能在国际上受到认可的一些理论预言，实际都是有定量物理公式支撑的。而这些物理公式的计算结果决定了一些理论预言的物理性质。引力波就是如此，它虽然脱胎于相对论场方程，但推导思路来源于电磁波理论。

1916年在普鲁士科学院会议上，爱因斯坦就提出了引力波的概念，但当时论述不够明晰且存在计算错误，直到1918年《论引力波》的论文发表，才重新界定了引力波的性质。

关于什么是引力波？完全可以用熟悉的电磁波来类比。电磁波是电磁场在空间中的传播，而引力波则是引力场的传播。

引力波与电磁波的异同

电磁波是由电荷的加速运动导致的，电荷无论是直线加速度，还是向心加速度，都会产生电磁波。同理，有质量的物体加速运动则会产生引力波。

在相对论中，引力场等同于时空弯曲。作为引力源的物质如果有加速运动，将使周围的引力场发生变化，即时空弯曲发生变化，这种变化无法瞬间就能在整个时空中发生，而是以光速从变化中心向四面八方传播，这就是引力波。

为什么是光速？是在公式推导中决定的，不方便展开。当然你可以说你说的引力波，并不是爱因斯坦定义的引力波，那就无法讨论了，毕竟只有在同一定义下，才有讨论的必要。

引力波与电磁波的概念很像。电磁波由交变的电场和磁场组合而成，而引力波由交变的空间与时间曲率组合而成。你可以把空间和时间的曲率起伏变换理解为一种相互影响的场。

引力波与电磁波都是横波，即波的振动方向垂直于传播方向。电磁波是矢量波，即电场和磁场方向是固定的，不随波的传播而变化；引力波是张量波，即时间与空间的起伏是随着波的传播而不停变化的，就像一个螺旋旋转的电钻头。

总之，引力波是爱因斯坦将电磁波的概念，拓展到了引力场，解决了牛顿遗留下来的引力传播问题。引力靠引力波传播而不是瞬时的超距作用。它的“电钻头”属性也让它具有极强的穿透力。当然这些都不是问题的重点，重点是引力波是由有质量的物体加速运动产生的。

从理论上讲，我们每个人都可以产生引力波，只是微乎其微。就连太阳系行星之王的木星绕日公转产生的引力波功率也仅有约5 kW，根本不可能探测到。所以我们现在所说的引力波，大都仅指像超新星爆发、双脉冲星运动、双中子星合并以及黑洞合并等剧烈天体活动时产生的时空涟漪效果。

宇宙膨胀

20世纪20年代，一个叫哈勃的人观测到，我们四周的星系正在远离我们。而且他还总结出了一条非常简短的定律：星系距离我们越远，其远离我们的速度就越快。以地球为坐标，星系的距离每增加100万光年，则它远离的速度就增快了每秒21千米，这个规律以哈勃常数来表示，不过这个常数随着我们的观测手段的进步一直在变化。

这一现象结合相对论直接导向了一个意想不到的结果，不是星系在倒行，而是我们的宇宙正在膨胀。试想我们的宇宙就是烤箱里的一个烤面包，而我们的银河系只是面团里的一颗葡萄干。所有的葡萄干儿在面包膨胀的过程中渐行渐远。

而导致宇宙膨胀的原因，一般认为暗能量。当然至今关于暗能量的解释依然充满着争执，并无定论，但它至少不是我们认知的普通物质。

总结

宇宙膨胀与引力波，两者虽然都是时空的运动，但产生的原因不同，结果也就不同。引力波的本质是用来描述引力如何传播，这种传播在相对论体系下无法超过光速。

而且美国引力波激光干涉天文台LIGO的观测结果也证实了这一点。如果引力波真是光速的10000倍，那根本检测不到。

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在我的认知里引力是根线，它细的可以横切任何物质 而不断，它的直径肯定小于磁力线、光线中的光子直径，一样粗它会把光子拉回原位，只要宇宙物质存在，引力线早已经布置完毕而存在。而不像光需要多少一定时间以后才能到达，所以引力线存在速度吗？还是比光传递更快？现在利用引力波测到的中子星碰撞，它的光是不是还迟迟未达到 地球，还是用别的方法无法观察到它的光。

我们的宇宙中确实有超过光速的现象存在，比如宇宙膨胀和量子纠缠，但题主所说的“引力波”却不在此列

光速不变定律和光度不可被超越已经成了基本的科学常识，严格来说就是“有静止质量的物体不能达到或超过光速，信息的传递速度不能超过光速”，然而宇宙空间膨胀并不传递信息，量子纠缠也不能传递信息，因此量子纠缠可以达到光速的上万倍。

引力波是爱因斯坦广义相对论中预言的一种天文现象，由于广义相对论将时空看成一个充满弹性的整体，因此大质量天体会在时空中造成“凹陷”这种凹陷便是引力的来源，引力波就是指大质量的中子星或者黑洞碰撞时所生成的“时空涟漪”，其性质类似于小石子造成的水面波纹。

人类于2016年2月11日第一次探测到了引力波信号，它是两个黑洞融合碰撞时产生的，2017年又探测到了两颗中子星合并时的引力波信号，可以说引力波的发现又一次证明了爱因斯坦广义相对论的正确性。

引力波的速度其实就是引力的速度，引力的速度是光速，因此引力波的传递速度也是光速，并不存在引力波信号超光速的现象，未来的人类可能会利用引力波进行通信也说不定。

是不是所有的天体都有磁场？天体的磁场是如何产生的？黑洞有磁场吗？

不能这么说，因为天体的范围太广了，一些宇宙云团，暗物质团块也是天体。但是，常规物质组成的星体，从行星、恒星、中子星、黑洞，都是有磁场的，只是磁场的强弱相差很大。

笔者对天体磁场的产生原理不是太懂，只能的试着解答。

电荷和磁场

如果带电粒子旋转，相当于有个线圈，那么线圈中会有磁场。这是中学物理中电生磁的原理。

如果一团物质，比如岩石或岩浆，或者以大堆的海水，当它带电荷后翻滚，就相当于有了旋转电荷，旋转电荷应该产生磁场。所以，地球上的台风、海洋中的大型漩涡，都应该有磁场产生，只是磁场强度不高，一般仪器测不到。如果是地球这么大的一团物质呢？比如内部的岩浆，它的旋转翻滚，就能产生足够强的磁场了。

物质是如何带电的？

常规物质尽管是电中性，但本质上是带电粒子组成的。一般摩擦就能产生足够的电荷。积雨云的电荷就是在气流翻滚中带上的电，它能产生的电势差有几亿伏特

另还还有感应电荷。一根金属棒，在电场里，它的一端会有正电荷，另一端会有负电荷。当这根金属棒运动翻滚时，因金属棒两端的电荷分别产生磁场，对外来看，这根金属棒整体产生电中性，但却有磁场产生。

地核的电荷

地核在高温高压下，物质被压得很紧，密度约10.7g/cm3，比地面上的铁7.8g/cm3高不少。这是压缩了原子的大小产生的，也就是原子的外面的电子运行的空间被压缩了。在这个过程中，可能有少量电子会离开中心原子跑出来，但这些电子来到地核外皮时又因为压力减少，和电引力增加，留在了地核皮上。这样地核虽然是电中性的，但地核中心偏正电，地核外皮偏负电。

当地核旋转时，因地核中心和地核外皮的速度不同，产生的磁场强度不同，于是就有了剩余的磁场产生了。

摩擦生电、感应电荷、高压生电等，都使得物质在宏观分布上产生了电荷，这种带电物质旋转，就能产生磁场。

笔者还有一个观点，认为质子的正电荷与电子的负电荷数值上未必完全相等，可能会有微小的误差，比如1/亿，用仪器测不出来，但对于地球这么大的物质团，可能就有足够的剩余电量呈现。

气体行星、恒星的磁场

太阳这样的气体天体，它有大量的物质在旋转翻滚，所以，磁场很漂亮，也很复杂，研究太阳磁场是太阳天文的重要内容。每个磁力线进出的集中点，都是太阳一个表面漩涡的中心

当然，太阳整体也有磁场，因为太阳尽管有局部的气体翻滚，但整体上是有自转的。

太阳上的气体，其实是一种等离子体。即在高温下，原子外层的电子大部分剥离，所以气体的粒子是带正电的原子核和自由的电子。但整体上这个气体是电中性。这种气体在翻滚时，因离子质量不同，原子核与电子的速度也就会有差异，所以，也是一种容易产生磁场的中性物质。

中子星的磁场

中子星是由中子构成的，结合很紧密，中子呈现电中性。但是中子星有极强的磁场，。中子星的磁场强度，大概是地球磁场的1万亿~20万亿倍。

中子星也是一层层的结构。这一层层的结构，造成各自转速不同。按照前面的观点，只要是大规模物质转动，就会有磁场产生。

因为，中子是由夸克组成的，而夸克是有电荷的。现在认为，中子的结构如下图：

好了，由有电荷的粒子构成的电中性物质，只要大规模旋转就会有磁场。而常规物质最终都是质子、中子、电子组成的，或者更基本的夸克构成的，所以，从本质上看，常规物质就是带电荷的。

暗物质与我们的常规物质不一样，目前发现了暗物质的引力效应，但没有发现磁场效应。

黑洞的磁场

黑洞也有磁场，因为黑洞是常规物质最后塌缩形成的，暗物质不能形成黑洞。

因黑洞的物质理论上没有电荷，黑洞内部的物质运动也就不会产生磁场。还有，因黑洞造成的空间扭曲，内部物质运动产生的磁场，理论上也不可能外溢出它的视界。

那么黑洞的磁场来自哪里呢？如果用常规思想解释，其实，黑洞的吸积盘就能产生足够的磁场。吸积盘的温度能达到几亿度，远高于太阳中心温度，它的运动速度与光速可比。

黑洞的磁场大概是地球的1万倍。1万倍？有点小，比中子星的几万亿倍小太多了。所以，黑洞的空间扭曲，封印了内部物质产生的磁力线，是真的。

不过，笔者认为，黑洞的磁场还是有来自它自己的旋转。因为只要是足够量的常规物质大规模旋转，就能产生磁场。

到此，以上就是小编对于首见黑洞磁场大翻转的问题就介绍到这了，希望介绍关于首见黑洞磁场大翻转的2点解答对大家有用。