科学网-再议引力波-徐晓的博文

再议引力波

2016-2-17 02:50

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（1）什么是引力波？

关于引力波的概念，张天蓉和李泳的博文已经给出了比较清楚的科普性质的解释。从工程角度来讨论问题，即不管引力波是个什么东西，我们只是讨论引力波引起的什么样的物理效应比较好探测的时候，我们只是说，引力波将使得光走过的路径，比之原来没有引力波的时候的路径，随着引力波的波动，将不断变得更长或者更短了，所以我们来探测光的路径变化就可以看出些结果来。你不承认相对论，你说那是以太等等的效应，这都没关系，也不会影响我们的测量。所以你说没有“引力波”也好，"引力波"该如何如何定义也好，并不重要，重要的是我们探测到了按照现在的科学主流定义的引力波。

有位网友非要说，只要是“波”，就得用“天线”探测。这个概念不正确。

因为天线的设计，是以谐振为基础，即接收天线极其相关元件必须和接收的信号产生共振，才能将原来的信号放大。但是，我们知道，很多探测器，并不是依靠共振原理，或者基本不依靠共振原理来探测信号的。比如探测红外即可见光的热释电探测器，虽然探测的是电磁波（光是一种电磁波），但是主要依靠的对电磁波的能量吸收多少来探测信号的；再比如声呐，在很多频段是也不是依靠机械波的共振来工作的。

再者，就是依靠天线来探测，天线也不是要跟波长一样长。稍稍熟悉无线电的朋友就知道，我们经常采用1/8，1/16波长作为设计的天线尺寸依据，有的时候甚至还要短得多。当然，我讲这些就扯得有些远了。

至于，“暗物质”引起引力波“色散”等等，我不懂，所以也不知道如何回答。

（2）怎么能探测到10的负21次方的应变？

如果熟悉干涉仪，就知道，如果我们采用主动调制干涉腔的方式，非常容易探测到1000分之1光波长的水平，对之LIGO所用的激光波长1064nm，这就意味着1nm的水平，如果将这个结果平摊到LIGO的两个单臂的长度8公里上，就是约10的负12次方水平的应变。而根据现在有关文章给出的参数看，在每个单臂中，各有一个法-布腔，大约可使光可以走10的4次方个来回（有的朋友将之算为5000个来回，这不太对，因为腔每次都有点损耗），将使信号提高4个量级，到达10的负16次方；而到达探测器的光强如果满幅度的话，将会有20W左右（当然这不可能，我们呢主要要求整个系统的光强完全相干相消），而探测器响应灵敏度非常容易到达微瓦量级，所以就达到了约10负22次方的水平。

我这是初略的估算，再加一些信号处理，到达10的负24次方应变，应该是可以的，实际上LIGO这次在最灵敏的频率段上，已经到达了10的负23次方应变以下一点。

有很多朋友，不断讲系统探测到了小于1个质子大小的长度，问是不是有量子效应。实际上这是不对的，这就好比我用了非常厚的一摞纸，然后用直尺测这摞纸的厚度，再算每张纸的平均厚度。我们求出的是个平均的结果，有量子效应也测不出来。

（3）如何抵消温度变化、振动、电磁干扰、地磁变化等等。

系统装有各种各样的探测器，探测其不同环境变量的变化，就是为了抵消这些影响的。实验证明，这些影响是已经可以克服掉的。实际上不同地点的两台设备，在运行者不知情的情况下，都被专门的测试者注入过仿真信号，来看系统的反映，系统都做出了正确的处理。

（4）这是不是好比找转世灵童，老喇嘛要死了，描述了转世的样子，你总能撞上一个跟老喇嘛描述比较一致的小子？

这是二傻的意见。

确实没错，二傻也说得对，让人在如今的情况下无法反驳。毕竟引力波是第一次测到嘛，以后的事还不好说。

我要问的问题是：我们如何证明现在问问题的二傻和以前的二傻是同一个人呢？

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以下是黄秀清根据二傻的描述，描述的黑洞合并过程：见

http://blog.sciencenet.cn/blog-480705-956792.html

和