神秘「重力波」橫掃澳洲西北部

2019-10-30     用戶108155098481


神秘「重力波」橫掃澳洲西北部


出現在澳大利亞西北部上空的重力波

10月21日,在日本地球同步氣象衛星「向日葵8號(Himawari-8)」拍攝的圖像中,神秘的「重力波」正在橫掃澳大利亞的西北部。這些「重力波」是冷暖空氣交匯的產物。由於冷空氣密度大,暖空氣密度小,兩者交匯後,大氣就會失衡。大氣一旦失衡,重力就會把空氣往下拉,而空氣的浮力會把自己往上頂。假如大氣中存在足量的水汽,那麼它們就會在振蕩的空氣波波峰處凝結,並在波谷處消散,形成一圈圈白色的條紋狀薄雲。


「重力波」其實是地球利用重力對失衡大氣的一種自我修復

愛因斯坦1916年發表廣義相對論時,就已經預測過重力波的存在。在廣義相對論發表之前,科學家們一直認為「空間」是恆定不變的,物質和能量存在於其中,不過愛因斯坦的理論指出,實際上空間和能量、質量間都相互有關連,且隨著時間的推移,空間也會發生變化。

很多時候我們經常把愛因斯坦相對論中的引力波又名重力波,不過文中的重力波並非愛因斯坦相對論中重力波,它們完全是兩個概念。這裡所說的重力波,是一種由地球旋轉力和地球引力構成的空氣振蕩。它就像水波一樣向周圍擴散,重力波跟水波唯一的區別是介質不同,水波傳播的介質是水,而重力波傳播的介質是空氣。重力波在地球上並不少見,甚至火箭發射有時也能製造重力波。所以重力波經常出現在地球大氣層的各個角落。


這種神秘漣漪其實是「慣性重力波」,是地球重力和科里奧利力共同作用而產生的大氣振蕩。

所謂的「慣性重力波」是指大氣中的擾動在科氏力作用下會產生慣性,這種振蕩在空間的傳播上就形成慣性波,它是一種橫波。慣性波指處於平衡位置的空氣質點,由於某種原因受擾動後偏離平衡,在科里奧利力(簡稱科氏力)作用下形成的波動。由於其發生在大氣內部,又稱慣性內波。

慣性波是二維波,可同時在水平、垂直方向傳播,主要是水平橫波(南北振蕩,東西向傳播),雙向傳播。也是頻散波,對於二維慣性波,其相速矢量與群速度矢量也是垂直的,但相速矢量和群速矢量的垂直分量相同,而水平分量相反。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-hk/fUGHLG4BMH2_cNUgjUJi.html