Physical effects of gravitational waves: pedagogical examples
Physical effects of gravitational waves: pedagogical examples
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引力波的物理效应：教学示例
DOI：
10.1088/1361-6404/ac9ef1
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发表时间：
2022
影响因子：
0.7
通讯作者：
Suyama Teruaki
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Motohashi Hayato;Suyama Teruaki
广义相对论用时空几何来描述引力。它预测了拉伸和压缩时空的引力波(GW)的存在，最近通过最先进的干涉仪观测探测到了GW。然而，对于那些不熟悉广义相对论的人来说，可能很难理解GWS实际上是如何拉伸和压缩时空的。在本文中，在回顾了牛顿力学中地球引力效应可以理解为力的事实之后，我们考虑了大振幅地球引力通过人体和地球的极端和容易察觉的情况，并通过粗略的计算证明了地球引力引起了日常生活中常见的现象。我们的分析为非广义相对论专家理解GWS的本质提供了智力和教学材料。
General relativity describes gravitation in terms of the geometry of spacetime. It predicts the existence of gravitational waves (GWs) that stretch and compress spacetime and were detected recently by state-of-the-art interferometer observations. Yet, for those who are not familiar with general relativity, it may be difficult to understand how the GWs actually stretch and compress spacetime. In this paper, after reviewing the fact that the effects of GWs can be understood as a force in Newtonian mechanics, we consider extreme and readily perceivable situations where large-amplitude GWs pass through the human body and the Earth, and demonstrate that GWs cause phenomena that commonly occur in daily life by back-of-the-envelope calculations. Our analysis provides intellectual and pedagogical materials for understanding the nature of GWs for nonexperts in general relativity.
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