如何高效产生引力波?
自然界中要想产生某个特定的无线电波也非常困难,但人们找到了产生的办法。

大家可以YY一下咋搞出特定的引力波来[s::lol]。
来自 科创茶话
2016-2-12 23:46:11
1楼
老刘是专业户,应该问他 @刘武青
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2016-02-13 01:24:49
2楼
《三体》里面是用弦振动产生。我猜测是很长很长的弦振动引起弦周围空气质量发送改变从而产生引力波。
按照电磁波的角度来看,出现了电子管之后产生稳定可控的电磁波才成为可能,那么引力波很可能是要通过可控核聚变来产生吧。
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3楼
根据在下对这东西的认知,也是和LIG描述一样,黑洞合并一类的事件才可以产生明显的引力波,其他的情况,引力波是稳定均衡的,认知范围内的普通手段是不太可能产生引力波的波动,除非我们先把引力波的本质弄清楚,方有可能像制造电磁波一样产生引力波。
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虎哥(作者)
4楼
引用 art:
根据在下对这东西的认知,也是和LIG描述一样,黑洞合并一类的事件才可以产生明显的引力波,其他的情况,引力波是稳定均衡的,认知范围内的普通手段是不太可能产生引力波的波动,除非我们先把引力波的本质弄清楚,方有可能像制造电磁波一样产生引力波。
人们已经探测到的引力波,主要特点是:
1、极强,能量极大。
2、尽管只能探测到波长很短的,但实际上也太长了。
3、没有办法直接转变为可以被已有器件放大的信号。
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5楼
老虎是想引力波通讯吧。。。
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6楼
以前赫兹本人曾认为实现无线电通信需要造一个欧洲大陆那么大的反射镜,但是后来电磁波只需要有LC振荡电路共振就能高效的接受特定频率的电磁波。只不过引力波被物质吸收的能量比电磁波小的多,短期内估计很难用引力波通讯
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7楼
  • 根据本人理解,空间中有质量的变化(增减或运动)就会产生引力波,只不过很弱吧。
  • 从科幻的手段来看,弄个黑洞之类的大质量物体做一定周期的振动应该就能生成特定的引力波,不过飞船带着跑就很难了。
  • 另外,利用相对论效应,将一个微观粒子或是宏观小质量物体加速到近光速,再减速,其质量就会变大变小也许也能产生引力波(我的理解,可能民科了)。如果能设计出一个简谐体系,使得该物体的质量与能量能来回作无损或低损转换,然后控制简谐体系的周期就能发引力波了。简谐体系的设想大致是弄一个高强度磁场或是电场,让带电粒子在其中做振荡运动,然后改变磁场的密度或大小,使得运动周期改变,就能生成特定波了。
  • 当然高效就说不上了,不过要有强的引力波生成,恐怕必须有高额能量输入吧,毕竟是翻江倒海,本身又不能回收[s::L]。就可预见的未来的应用上来看,一味发出大功率引力波是不现实的,一来浪费能量,二来对太阳系的天体运动可能会有影响。如果把检测仪器的检出度和精度提高,然后制造比背景波动强一些的引力波就行了吧。如果背景中有一部分是不变的,或是周期变化的,直接扣除。当然背景波动有多强,检测仪器的检出度和精度极限又在哪我就不知道了。

[修改于 4 年前 - 2016-02-13 12:10:11]

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8楼

毕竟产生可观测引力波需要的能量非人力所能及,既然引力波以光速传播,我们是否可以不产生引力波,而是改变一部分时空路径,只是侦测到引力波的时候将信息调制到引力波上?

既然引力波是时空的涟漪,那么只要在时空中戳一个洞,自然可以产生引力波,接下来我们要做的事情就是找一根能戳破时空的针[s::lol]
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9楼
我在等刘武青回虎哥的贴。
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10楼
引力波产生容易,比如那个科普视频里面描述的,任何有质量的物体运动或者能量变化都会产生引力波,引力波可能是已知宇宙中最普遍存在的波动能量。但是由于引力波是空间的宏观畸变,普通小质量小能量变化引起的空间畸变振幅太小,释放的能量也太小,目前完全无法探测。7楼设想的后两条很有参考价值。用电场或磁场辅助产生引力波是一个研究方向。再就是引力波的探测需要有质的飞越,现在探测引力波的方式太原始了,只能检测到极强的引力波,而且设备规模太大,作为引力波通讯完全没法用。检测引力波的难点就在于,引力波几乎可以穿过任何物质而不衰减,难以将引力波的能量截留,相反电磁波很容易被检测到就是因为电磁波能量很容易被截留。如果能找到截留引力波能量的方法就解决了引力波探测的难题,反其道而行,说不定还能找到更高效的发射引力波的方法。
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11楼
关键问题在于,目前我们只知道“质量会引起时空弯曲”,而时空弯曲是产生引力波的基础。基于此,就无法甩开质量这个大包袱。

在没有找到其他能“更高效地”引起时空弯曲的因素或机制之前,谈如何产生引力波是没有意义的。换句话说,解决这个问题需要另一次的物理学突破甚至是革命才行。
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12楼
引用 川鱼:
根据本人理解,空间中有质量的变化(增减或运动)就会产生引力波,只不过很弱吧。从科幻的手段来看,弄个黑洞之类的大质量物体做一定周期的振动应该就能生成特定的引力波,不过飞船带着跑就很难了。另外,利用相对论效应,将一个微观粒子或是宏观小质量物体加...
不成。随速度而变的是惯性质量而不是引力质量,这样产生不了引力波
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13楼
引用 metellan:
不成。随速度而变的是惯性质量而不是引力质量,这样产生不了引力波
并不是只有质量变化才产生引力波,而且目前有办法区分开惯性质量和引力质量吗?好像目前是等效的吧
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14楼
只是在静止时等效。不然粒子物理学家手头已经有大把的微型黑洞了
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15楼
如何超越光速?质量真的的无穷大吗?感觉还缺少许多东西啊。
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16楼
引用 metellan:
只是在静止时等效。不然粒子物理学家手头已经有大把的微型黑洞了
恕我孤陋寡闻了,有什么实验可以区分开惯性质量和引力质量?目前为止惯性质量和引力质量只是两种不同的测量方法,不管经典物理学还是广义相对论都是认为本质上是一样的,而且m引/m惯=常数,还没有证据表明物质接近光速时,惯性质量增加而引力质量不变吧?粒子物理学家加速粒子获得的速度,恐怕还远远不够让粒子具有黑洞的质量吧?
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17楼
引力波强度公式h0=40×G×I×f^2×e/(c^4*D),
G:万有引力常数
I:转动惯量
f:转动频率
e:椭率
c:光速
D:距离

估算一下,要在1000米的距离上产生10^-21量级的引力波,需要一个转动惯量为10^18量级的椭球体以每秒1000转的速度自转。让恐龙灭绝的那颗小行星的转动惯量大概也在这个级别,不过半径肯定是不止1000米了。
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18楼
引用 metellan:
只是在静止时等效。不然粒子物理学家手头已经有大把的微型黑洞了

惯性质量与引力质量严格相等是广义相对论的基本假设之一。
至于物质高速运动为何不会产生黑洞,原因是广义相对论中的引力源不是质量(或能量),而是能量动量张量。在低速弱场近似下,能量分量起主要作用;但在高速运动时,其他分量变得不可忽略。
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19楼
我觉得需要物质泯灭来产生并提供能量来源,就像发射电磁波需要用电一样。
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20楼
物质泯灭时虽然消失的质量不大,但是变化很剧烈,应该可以引起引力波
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2016-02-14 22:26:11
2016-2-14 22:26:11
21楼
引用 .........:
《三体》里面是用弦振动产生。我猜测是很长很长的弦振动引起弦周围空气质量发送改变从而产生引力波。
按照电磁波的角度来看,出现了电子管之后产生稳定可控的电磁波才成为可能,那么引力波很可能是要通过可控核聚变来产生吧。
三体里的弦不是真的一根弦,而是一种很玄乎的新物质,作者在续集《死神永生》中提到引力波天线的弦会衰变
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22楼
引力波实在太小了.
高效的方法..我个人觉得应该是共振..
我个人觉得环境的话.在地面的效率应该不好..但是在外层空间..少了地球现阶段最强的引力来源..
我猜想..效果会好很多..
猜想来源于共振摆...
但是..好处非常明显..只要探测到引力波..了解波的性质..寻找到隔绝引力波的方法..

就政治来说 那个国家先找到方法..立马处于世界的绝对中心..
月球上的能源能改变一切..
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23楼
一种想象中的可以迅速的进行质能转换的超级“电容”,通过反复给它充放电就能产生引力波了
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2016-02-15 00:40:07
24楼
引用 小俊:
引力波强度公式h0=40×G×I×f^2×e/(c^4*D),
G:万有引力常数
I:转动惯量
f:转动频率
e:椭率
c:光速
D:距离

估算一下,要在1000米的距离上产生10^-21量级的引力波,需要一个转动惯量为10^18量级的椭...
能达到如此转动惯量而没有解体的星体,只有黑洞了吧,中子星都没戏
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25楼
引用 power_rdx:
能达到如此转动惯量而没有解体的星体,只有黑洞了吧,中子星都没戏
中子星由于质量巨大,转动惯量更高,一般在10^37量级左右,已发现的自转最快的中子星可以达到每秒700多转。理论上中子星不能超过每秒1500转,否则解体。不过由于强大的引力,在如此转速下中子星的椭率还是很低的,大概在10^-3量级,所以单个中子星自转的引力波非常弱,要很近才能探测得到。
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26楼
那要看你需要 的引力波的强弱了
两个人插肩而过 或者手上拿两个铁球旋转都会产生引力波,只不过非常微弱罢了
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虎哥(作者)
27楼
自然界,引力波产生的必要条件是什么?不仅考虑球状天体。
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28楼
引用 虎哥:
自然界,引力波产生的必要条件是什么?不仅考虑球状天体。
只要空间中质量分布发生变化,都会成为引力波源。所以大部分的运动都会产生引力波。如果是一个完全均匀的轴对称物体沿对称轴自转则不会产生引力波。
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29楼
物体运动速度接近光速,质量将趋于极大,操作光速运动的物体可能能用来产生引力波。
关键还是要理解时空的构造,一旦理解构造,就能找到方法制造“时空的涟漪”
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虎哥(作者)
30楼
引用 小俊:
只要空间中质量分布发生变化,都会成为引力波源。所以大部分的运动都会产生引力波。如果是一个完全均匀的轴对称物体沿对称轴自转则不会产生引力波。
请问椭率是ellipticity吗,如果沿短轴旋转,如何理解此参数。谢谢。
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31楼
质量和某种东西能够互补,然后巴拉巴拉谐振就可以了。。
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32楼
引用 虎哥:
请问椭率是ellipticity吗,如果沿短轴旋转,如何理解此参数。谢谢。
应该跟我们平时说的椭圆的扁率不同。这是应该是指垂直于自转轴方向上的扁率,具体怎么算不清楚,只知道对中子星来说是10^-3量纲。中子星上强大的磁场也产生物质分布的非对称性,而且磁轴经常跟自转轴不重合的,所以自转轴不是短轴,有一定夹角。如果是均匀椭球体沿短轴自转的话是不会产生引力波的。
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33楼
引用 虎哥:
请问椭率是ellipticity吗,如果沿短轴旋转,如何理解此参数。谢谢。
再补充一个,孤立的物体匀速直线运动也不产生引力波。
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34楼
我说一个问题啊。引力波是一种能量,即使你产生引力波的效率是100%,那么你也得输出同能的能量。就比如说去年那个引力波事件释放了3个太阳那么多物质的能量,才被地球人探测到。而你要想再产生一次这么强的波,最少也得再炸掉3个太阳。所以,我觉得,相比提高引力波的生产效率,还不如提升探测精度:如何高效探测引力波?
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35楼
引用 power_rdx:
我说一个问题啊。引力波是一种能量,即使你产生引力波的效率是100%,那么你也得输出同能的能量。就比如说去年那个引力波事件释放了3个太阳那么多物质的能量,才被地球人探测到。而你要想再产生一次这么强的波,最少也得再炸掉3个太阳。所以,我觉得,相...
按维基百科上的说法,这束引力波来自位于南天的距地球约13亿光年的双黑洞。

我不知道引力波是不是可以套用电磁波那个随距离增加而迅速衰减的公式,如果是的话距离衰减应该就是一个很大的值了,与在地球上发射的引力波不可同日而语

在提升探测精度上,相控阵或许是可行的思路
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36楼
引力波来源于质量的变化,那把一个1kg的物体分成两半,宏观上来说它们质量各减半,也就产生了引力波了。
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37楼
引用 我说要有光:
按维基百科上的说法,这束引力波来自位于南天的距地球约13亿光年的双黑洞。

我不知道引力波是不是可以套用电磁波那个随距离增加而迅速衰减的公式,如果是的话距离衰减应该就是一个很大的值了,与在地球上发射的引力波不可同日而语

在提升探测精度上,...
按照新闻上的说法,此次引力波的强度如果转换成可见光,会比满月还要亮。对于信号来说,已经属于很高的强度级别了
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虎哥(作者)
38楼
引用 power_rdx:
我说一个问题啊。引力波是一种能量,即使你产生引力波的效率是100%,那么你也得输出同能的能量。就比如说去年那个引力波事件释放了3个太阳那么多物质的能量,才被地球人探测到。而你要想再产生一次这么强的波,最少也得再炸掉3个太阳。所以,我觉得,相...
电磁波也是能量,我们能看见太阳,是因为它释放的海量电磁波中有相当部分属于可见光。而它如此大的功率,绝大部分都要用电磁波释放出去。
目前人类的光学望远镜还无法分辨出13亿光年外的一颗太阳大小的恒星,甚至想看见都很难。在10亿光年外,能用光学方法看见的往往是亮度比太阳大若干数量级的天体(云),能用射电方法看见的,也往往是比太阳强若干数量级的射电源。其实,他们每天释放到太空中的电磁波,并不亚于区区几个太阳的质量。

区别在于,不论是人眼还是现代科学仪器,对光子都有极高的探测效率。经过精心设计的光电倍增管,甚至可以探测到仅仅1个(特定的)光子。而引力波的量子化目前似乎尚无定论,一个“引力子”(如果存在的话)的能量有多大?在物理学意义上,探测器的极限灵敏度能做到多高?
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39楼
引用 我说要有光:
按维基百科上的说法,这束引力波来自位于南天的距地球约13亿光年的双黑洞。

我不知道引力波是不是可以套用电磁波那个随距离增加而迅速衰减的公式,如果是的话距离衰减应该就是一个很大的值了,与在地球上发射的引力波不可同日而语

在提升探测精度上,...
通常说的引力波强度是指振幅,跟距离成反比。如果说的是引力波的能量通量的话,那就跟平时说的波的强度一样,跟距离平方成反比。
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40楼
引用 power_rdx:
按照新闻上的说法,此次引力波的强度如果转换成可见光,会比满月还要亮。对于信号来说,已经属于很高的强度级别了
所谓比满月还亮是按照能量通量来换算的。其实引力波可以携带很大的能量,但它与物质的相互作用太弱。
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2016-02-16 00:11:02
41楼
引用 虎哥:
电磁波也是能量,我们能看见太阳,是因为它释放的海量电磁波中有相当部分属于可见光。而它如此大的功率,绝大部分都要用电磁波释放出去。
目前人类的光学望远镜还无法分辨出13亿光年外的一颗太阳大小的恒星,甚至想看见都很难。在10亿光年外,能用光学...
所以我说提高探测灵敏度要远比提高引力波生产效率好用得多
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42楼
引用 小俊:
所谓比满月还亮是按照能量通量来换算的。其实引力波可以携带很大的能量,但它与物质的相互作用太弱。
是的,如果我们找到一种方法可以高效截留引力波的能量,那么可能很微弱的引力波就都能被探测到了
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43楼
引用 power_rdx:
是的,如果我们找到一种方法可以高效截留引力波的能量,那么可能很微弱的引力波就都能被探测到了
这个没有办法。引力子的反应截面极小。即使把一个木星质量的物体放到中子星附近,最理想情况下也平均需要10年才有一个引力子发生相互作用。
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44楼
上面有人提到谐振,我想到的是质能谐振。
比如说有一个刚体,内部发生核聚变,产生的能量以各种射线的形式被外壁反射回去,聚焦后产生一系列基本粒子,最后又变回氚,然后又发生一次聚变。外界需要连续不断地输入能量以维持这个震荡,只要频率够高就可以产生向外发散的引力波了。
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45楼
引用 小俊:
这个没有办法。引力子的反应截面极小。即使把一个木星质量的物体放到中子星附近,最理想情况下也平均需要10年才有一个引力子发生相互作用。
那是是否存在一种可以探测引力子的“光电倍增管”呢?通过人工放大信号,使其更容易被识别
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46楼
引用 power_rdx:
那是是否存在一种可以探测引力子的“光电倍增管”呢?通过人工放大信号,使其更容易被识别
首先要发生反应才能放大信号吧。
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47楼
引力波?两个黑洞啪啪啪[s:20]
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48楼
骗、吹牛、撒谎……再这么搞下去,物理学要和神学合并了!
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49楼
引用 badboy-fly:
老虎是想引力波通讯吧。。。
三体之老虎讯息
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