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两个黑洞碰撞为啥释放引力波?

对于这个问题的回答,需要我们明确何为引力波。之所以会如此发问,是望文生义的结果。将认识的对象仅局限于物质本身,却忽视了物质存在的背景。这就好比,将船的摇晃归结为船的内在属性,而没有注意到河水的波动。

在经典力学时期,人类的认识主要局限于与自身尺度相近的宏观范围。在此范围内,空间的影响是可以忽略不计的。类似于在公园散步,我们并没有感觉到空气的阻力。而且,人类的认识,由原来神的世界转变为力的世界。所以,根据当时的机械世界观,认为每个物体都是相对独立和自由的。它们之间的联系,仅限于力的作用。

于是,牛顿根据前人观测行星的运动资料,总结和归纳出了万有引力定律。他认为,两个物质之间的作用力是超距的,与空间无关,只是两个物体之间的事情。

后来,爱因斯坦建立了广义相对论,使物质与空间相联系。然而,由于该理论仅只是初级的唯象型理论,只建立了现象之间的外在联系,却并没有提出内在的物理机制。于是,将万有引力简单地归结为空间的几何弯曲,使物理问题数学化。

再后来,根据量子力学,科学家们认为,相互作用的实质是交换粒子。于是,电力、弱相互作用力和强相互作用力,它们分别交换的是光子、玻色子和胶子。以此类推,认为万有引力交换的是引力子。这就好比是两个人拔河,争夺绳子(粒子),从而将两个人紧密地联系在了一起。

综上所述,由于没有提出具体的空间构成,人们不知道产生万有引力的物理机制是什么。因而,使万有引力显得非常神秘。而且,把目光只聚焦在了受力的两个物质身上。于是,人们会很自然地认为,物质会发出某种神秘的波,从而使它们彼此相互吸引。由此,称之为引力波。

有一个常识,想必大家都知道。两艘同向并排航行的轮船是不能太靠近的。否则的话,会有相撞的危险。如果我们无视大海,就会认为这两艘船具有相互的吸引力,在船上一定装有某种神秘的物质。然而,考虑到海水的存在,更为自然的解释是,由于两艘船之间的海水也随船流动,从而使外侧的水压大于内侧的水压,两者之差就表现为船的相互吸引力。

由于微波背景辐射温度的存在,由于所有的微观粒子都具有波动性,由于普朗克常数h的普遍存在且导致了能量的不连续性,说明在我们的宇宙中,存在着由不可再分的最小粒子构成的物理背景,即存在着量子空间。于是,各种相互作用力的本质,是该空间的对称性破缺,确切地说是空间量子的不对称碰撞。如果我们把量子空间比作大海的话,那么各种物质仅只是由于海水的涌动所泛起的泡沫。

所以,黑洞或其他天体之间的相互碰撞,势必会引起量子空间的扰动。该空间由此获得的能量,会逐渐地向外扩散,这就是产生引力波的物理机制。类似于两艘轮船相撞,产生的水波。它们的区别,仅只是构成空间的粒子不同,分别是作为最小粒子的量子和水分子。

总之,如果我们把视野放宽,引入物理背景,则引力波仅只是作为物理背景的空间受到天体的震动所产生的涟漪。这也是为什么,引力波是以光速传播的原因。它们的本质,都是受到激发的量子。只是,被激发的形式和能量有所不同。