「物理」“小本经营”的物理学( 二 )
在地球上 ， 引力波探测器都非常庞大而精密 。 比如建于德国的一架引力波探测器 ， 其精度达到能探测从地球到太阳这么长的距离之内 ， 发生仅相当于一个原子长度的变化 。 目前在建的引力波探测器 ， 甚至都动用了人造卫星 。
注意 ， 这里说的是直接探测引力波 。 但我们也可以间接地探测呀 。 而且说起来难以置信 ， 要想间接探测引力波呢 ， 我们只要拥有一架光学望远镜和一块秒表即可 。
本文插图
美国一位天文学家用手头的这两样东西就做到了这一点 。 他观测的是由一对白矮星组成的双星系统 ， 其公转周期是12.75秒 。 他发现 ， 它们现在的公转周期比一年前快了1/4微秒 。 他把这归因于白矮星辐射引力波 ， 损失了能量 ， 导致距离缩短 ， 速度加快 。
你或许会说 ， 我手头的秒表可没法测1/4微秒这么短的时间呀 。 不要紧 ， 这个微小变化会不断积累的 。 比如 ， 下一次星食（即在我们的视线范围内 ， 两颗白矮星中一颗挡住另一颗）时 ， 星食持续的时间比起假设它们从未辐射引力波 ， 将缩短大约6秒钟 。
下一次星食 ， 你只要用秒表测出星蚀持续的时间 ， 然后跟最早的记录做对比 ， 就可以验证天体发射引力波带来的一个效应了 。 若探测到这个效应 ， 就可倒推回去证明引力波确实存在 。
药片、玉米沙司和高楼
这类小主意举不胜举 。 前面我们已经提到 ， 物理学家用乒乓球来检测大型强子对撞机的管道是否通畅 ， 而在美国国家费米实验室 ， 可溶的阿司匹林药片经常被用于检测正负质子对撞机管道是否漏水 。
这些管道是为加速器提供冷却水的 ， 如果冷却水不慎泄漏 ， 会造成严重故障 。 为了防止冷却水泄漏 ， 科学家想到了一个好主意：在水管容易漏水的部位（比如接缝处）底下 ， 放置一片阿司匹林 。 每一片阿司匹林负责一个电开关 。 不漏水时 ， 开关处于关闭状态 。 漏水时 ， 药片被滴水溶化 ， 导致与之相连的弹簧松开 ， 开关处于打开状态 ， 在事故未发生之前就自动切断电源 。
在国际空间站 ， 那里由于物体处于失重状态 ， 碎屑漂浮在空中 。 你猜宇航员是用什么东西来清理这些碎屑的吗？玉米沙司！因为玉米沙司粘性很好 ， 宇航员只需拿一团玉米沙司 ， 去粘碎屑 ， 碎屑就粘在了沙司上 ， 不再四处漂游 。
2013年 ， 几位法国科学家研制成功一种高度灵敏的重力测量仪 。 他们想找个地球引力会发生微妙变化的环境检验一下其性能 。 换成你 ， 会找什么地方？太空？还是爬上珠穆朗玛峰？哈哈 ， 他们灵机一动 ， 想出一个最省钱省事的办法：爬到一座40米的高楼上 。 由于每个楼层离地心的距离不一样 ， 所以每个楼层的重力加速度就会有微妙的差别 ， 这岂不就是理想的“地球引力发生微妙变化的环境”吗？
这些例子告诉我们 ， 尽管现代物理学研究离不开高精尖的复杂设备 ， 但只要时时处处“勤于思而敏于行” ， 就可以让人免患“设备依赖症” 。
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