102年前的预言,2017年才被证实,爱因斯坦到底是怎么得知的?
2017诺贝尔物理学奖全部颁发给了在引力波探测上有突出贡献的三位科学家。这三位科学家分别是雷纳·韦斯,巴里·巴瑞斯和吉普·索恩,他们全是来自美国激光干涉引力波天文台(LIGO)的科学家。与其说,今年的诺奖颁给了这三位科学家,还不如说这是对爱因斯坦百年前预言的认可。
爱因斯坦在1905年先后发表了影响物理学进程的5篇划时代论文,至此爱因斯坦一鸣惊人,后人也称1905年为爱因斯坦奇迹年。这其中有两篇论文有着极高的知名度,一篇建立了相对论,也就是我们常说的《狭义相对论》,另一篇则奠基了旧量子论,也就是光电效应。其实爱因斯坦最闪耀的光辉便是相对论。但命运真是捉弄人,爱因斯坦并未因相对论而获得诺贝尔奖,反倒是因为光电效应而获得了诺奖,这也让爱因斯坦倍感困惑。
1905年,爱因斯坦发表了狭义相对论。很快他发现,狭义相对论并不能完美解释引力,并且只适合惯性系
1915年,爱因斯坦完成广义相对论,第二年才正式发表。广义相对论阐释了引力的本质,并预言了引力波的存在。
可是广义相对论还有一个很重要的预言迟迟不能被验证,那便是引力波。为什么引力波直到近年才被观测到呢?因为来到地球的引力波太微乎其微了,稍不留意就擦肩而过!2015年人类第一次观测到引力波是来自十几亿年前,分别是太阳质量29倍和36倍的双黑洞扰动产生的引力波。其实引力波的叫法并不完美,因为引力在广义相对论里面只是时空弯曲的表现,引力波本质只是空间的波动。就好像是水波,往平静的水面上,插入一个木棍搅动,依旧会产生涟漪的波动。探寻引力波的重任直到精密仪器发展到了一定程度才能做到,上个世纪的科学家即便有心寻找引力波,也没有力来做成这件事情。
我们知道,上个世纪物理学最伟大的的两大成就分别是相对论和量子力学,它们如今已是现代物理学的两大基石。量子力学的研究者中已经获得了无数的诺奖,而相对论的研究者们却没有获得过任何诺奖,包括爱因斯坦本人也未因相对论而获奖,这并不代表相对论不重要,而是它太超前了!