

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
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文檔簡介
基于基于Linux的lnmp環(huán)境部署搭建
目錄TOC\o"1-1"\h\z\t"副標題,2"一、LNMP簡介 3二、Linux系統(tǒng)安裝 5三、安裝準備 5四、下載編譯安裝mysql 6五、下載編譯安裝Nginx 8六、下載編譯安裝php 12
LNMP簡介Linux系統(tǒng)下Nginx+MySQL+PHP這種網(wǎng)站服務器架構(gòu)。Linux是一類Unix計算機操作系統(tǒng)的統(tǒng)稱,是目前最流行的免費操作系統(tǒng)。代表版本有:debian、centos、ubuntu、fedora、gentoo等。Nginx是一個高性能的HTTP和反向代理服務器,也是一個IMAP/POP3/SMTP代理服務器。Mysql是一個小型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。PHP是一種在服務器端執(zhí)行的嵌入HTML文檔的腳本語言。這四種軟件均為免費開源軟件,組合到一起,成為一個免費、高效、擴展性強的網(wǎng)站服務系統(tǒng)。Nginx是俄羅斯人編寫的十分輕量級的HTTP服務器,是一個高性能的HTTP和反向代理服務器,同時也是一個IMAP/POP3/SMTP代理服務器。在高并發(fā)連接的情況下,Nginx是Apache服務器不錯的替代品。Nginx同時也可以作為7層負載均衡服務器來使用。Nginx0.8.46+PHP5.2.14(FastCGI)可以承受3萬以上的并發(fā)連接數(shù),相當于同等環(huán)境下Apache的10倍。為什么Nginx的性能要比Apache高得多?這得益于Nginx使用了最新的epoll(Linux2.6內(nèi)核)和kqueue(freebsd)網(wǎng)絡I/O模型,而Apache則使用的是傳統(tǒng)的select模型。目前Linux下能夠承受高并發(fā)訪問的Squid、Memcached都采用的是epoll網(wǎng)絡I/O模型。處理大量的連接的讀寫,Apache所采用的select網(wǎng)絡I/O模型非常低效。下面用一個比喻來解析Apache采用的select模型和Nginx采用的epoll模型進行之間的區(qū)別:在高并發(fā)服務器中,輪詢I/O是最耗時間的操作之一,select和epoll的性能誰的性能更高,同樣十分明了。Nginx詳解以及優(yōu)點在當前互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下,一般高端的服務前端都采用nginx作為web前端,而更多的都是采用lnmp架構(gòu),真正的后端服務器才會采用apache.為什么這么做,要取決于nginx和apache兩者之間的優(yōu)缺性.:nginx與apache相比有以下優(yōu)勢:在性能上,nginx占用很少的系統(tǒng)資源,能支持更多的并發(fā)鏈接,達到更高的訪問率;在功能上,Nginx是優(yōu)秀的代理服務器和負載均衡器;在安裝配置上,簡單靈活。nginx模塊基本都是靜態(tài)編譯,同時對Fast-CGI支持比較好.在處理鏈接上,nginx支持epoll,而且體積小一般只有幾百K。Nginx的優(yōu)點有以下幾點:1.作為Web服務器,nginx處理靜態(tài)文件、索引文件以及自動索引效率非常高。2.作為代理服務器,Nginx可以實現(xiàn)無緩存的反向代理加速,提高網(wǎng)站運行速度。3.作為負載均衡服務器,Nginx既可以在內(nèi)部直接支持Rails和PHP,也可以支持HTTP代理服務器,對外進行服務。同時支持簡單的容錯和利用算法進行負載均衡。4.在性能方面,Nginx是專門為性能優(yōu)化而開發(fā)的,在實現(xiàn)上非常注重效率。它采用內(nèi)核Poll模型,可以支持更多的并發(fā)連接,最大可以支持對50000個并發(fā)連接數(shù)的響應,而且占用很低的內(nèi)存資源。5.在穩(wěn)定性方面,Nginx采取了分階段資源分配技術(shù),使得對CPU與內(nèi)存的占用率非常低。Nginx官方表示Nginx保持10000個沒有活動的連接,這些連接只占2.5M內(nèi)存,因此,類似DOS這樣的攻擊對Nginx來說基本上是沒有任何作用的。6.在高可用性方面,Nginx支持熱部署,啟動速度特別迅速,因此可以在不間斷服務的情況下,對軟件版本或者配置進行升級,即使運行數(shù)月也無需重新啟動,幾乎可以做到7×24小時的不間斷運行。Nginx工作原理以及工作模塊介紹Nginx的工作原理以及工作模塊:Nginx由內(nèi)核和模塊組成,其中,內(nèi)核的設計非常微小和簡潔,完成的工作也非常簡單,僅僅通過查找配置文件將客戶端請求映射到一個locationblock(location是Nginx配置中的一個指令,用于URL匹配),而在這個location中所配置的每個指令將會啟動不同的模塊去完成相應的工作。Nginx的模塊從結(jié)構(gòu)上分為核心模塊、基礎(chǔ)模塊和第三方模塊,HTTP模塊、EVENT模塊和MAIL模塊等屬于核心模塊,HTTPAccess模塊、HTTPFastCGI模塊、HTTPProxy模塊和HTTPRewrite模塊屬于基本模塊,而HTTPUpstreamRequestHash模塊、Notice模塊和HTTPAccessKey模塊屬于第三方模塊,用戶根據(jù)自己的需要開發(fā)的模塊都屬于第三方模塊。正是有了這么多模塊的支撐,Nginx的功能才會如此強大。Nginx的模塊從功能上分為三類,分別是:Handlers(處理器模塊)。此類模塊直接處理請求,并進行輸出內(nèi)容和修改headers信息等操作。handlers處理器模塊一般只能有一個。Filters(過濾器模塊)。此類模塊主要對其他處理器模塊輸出的內(nèi)容進行修改操作,最后由Nginx輸出。Proxies(代理類模塊)。就是Nginx的HTTPUpstream之類的模塊
Linux系統(tǒng)安裝Linux前言Linux是一套免費使用和自由傳播的類Unix操作系統(tǒng),是一個基于POSIX和UNIX的多用戶、多任務、支持多線程和多CPU的操作系統(tǒng)。它能運行主要的UNIX工具軟件、應用程序和網(wǎng)絡協(xié)議。它支持32位和64位硬件。Linux繼承了Unix以網(wǎng)絡為核心的設計思想,是一個性能穩(wěn)定的多用戶網(wǎng)絡操作系統(tǒng)。CentOS是Linux發(fā)行版之一,它是來自于RedHatEnterpriseLinux依照開放源代碼規(guī)定釋出的源代碼所編譯而成。由于出自同樣的源代碼,因此有些要求高度穩(wěn)定性的服務器以CentOS替代商業(yè)版的RedHatEnterpriseLinux使用。VMwareWorkstation是一款功能強大的桌面虛擬計算機軟件,提供用戶可在單一的桌面上同時運行不同的操作系統(tǒng),和進行開發(fā)、測試、部署新的應用程序的最佳解決方案。VMwareWorkstation可在一部實體機器上模擬完整的網(wǎng)絡環(huán)境,以及可便于攜帶的虛擬機器,其更好的靈活性與先進的技術(shù)勝過了市面上其他的虛擬計算機軟件。安裝VMwareWorkstation以及安裝CentOS、secureCRT參考有關(guān)教程安裝準備關(guān)閉防火墻在搭建lnmp環(huán)境之前,為了不受防火墻的影響,首先要關(guān)掉防火墻和selinux一次性關(guān)掉selinux:setenforce0永久關(guān)掉selinux:sed-i's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/g'/etc/selinux/config關(guān)掉防火墻:serviceiptablesstop安裝基本軟件包[shell]#yuminstallvimgccgcc-c++makeopensslopenssl-develgd
gd-develpcre-devel-y在家目錄新建一個softs文件,用于存放所有源代碼[shell]#mkdirsofts[shell]#cdsofts下載編譯安裝mysql安裝mysql所用到的工具包[shell]#yuminstallcmakeperlbisonncurses-devel-y添加mysql的用戶和數(shù)據(jù)目錄[shell]#useradd-s/sbin/nologin-Mmysql[shell]#mkdir-p/data/database/mysql[shell]#chown-Rmysql:mysql/data/database/mysql下載編譯安裝mysql[shell]#wget/MySQL/Downloads/MySQL-5.5/mysql-5.5.48-linux2.6-x86_64.tar.gz[shell]#tarxvzfmysql-5.5.48-linux2.6-x86_64.tar.gz[shell]#cdmysql-5.5.31[shell]#cmake.\-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local/mysql/\-DMYSQL_DATADIR=/data/database/mysql\-DMYSQL_UNIX_ADDR=/data/mysql/mysqld.sock\-DWITH_INNOBASE_STORAGE_ENGINE=1\-DENABLED_LOCAL_INFILE=1\-DMYSQL_TCP_PORT=3306\-DEXTRA_CHARSETS=all\-DDEFAULT_CHARSET=utf8\-DDEFAULT_COLLATION=utf8_general_ci\-DMYSQL_UNIX_ADDR=/var/lib/mysql/mysql.sock\-DMYSQL_USER=mysql\-DWITH_DEBUG=0\-DENABLED_PROFILING:BOOL=ON\-DENABLE_DEBUG_SYNC:BOOL=OFF\-DMYSQL_MAINTAINER_MODE:BOOL=OFF\-DWITH_BIG_TABLES:BOOL=ON\-DWITH_FAST_MUTEXES:BOOL=ON\-DENABLE-PROFILING:BOOL=ON\-DWITH_SSL:STRING=bundled\-DWITH_UNIT_TESTS:BOOL=OFF\-DWITH_ZLIB:STRING=bundled\-DWITH_PARTITION_STORAGE_ENGINE:BOOL=ON\-DWITH_SERVER_SUFFIX=4399DB\-DENABLED_ASSEMBLER:BOOL=ON\-DENABLED_LOCAL_INFILE:BOOL=ON\-DENABLED_THREAD_SAFE_CLIENT:BOOL=ON\-DENABLED_EMBEDDED_SERVER:BOOL=OFF\-DCOMMUNITY_BUILD:BOOL=ON;[shell]#make-j4[shell]#makeinstall修改mysql配置文件[shell]#chown-Rmysql:mysql/usr/local/mysql/data[shell]#cd/usr/local/mysql[shell]#cpsupport-files/f/etc/f[shell]#ln-s/data/database/mysql/usr/local/mysql/var[shell]#
vim/etc/init.d/mysqlbasedir=/usr/local/mysqldatadir=/data/mysql生成初始數(shù)據(jù)庫[shell]#/usr/local/mysql/scripts/mysql_install_db--user=mysql --basedir=/usr/local/mysql--datadir=/data/database/mysql--defaults-file=/etc/f把mysql加入環(huán)境量并使其生效[shell]#echo"exportPATH=$PATH:/usr/local/mysql/bin">>/etc/profile[shell]#source/etc/profile管理開機啟動項[shell]#cpsupport-files/mysql.server/etc/init.d/mysqld[shell]#servicemysqldstartStartingMySQL...SUCCESS![shell]#chkconfig–addmysqld[shell]#chkconfigmysqldon設置mysql用戶和密碼[shell]#./bin/mysqladmin–urootpassword123456[shell]#netstat-nultp|grepmysqltcp
0
0:3306
:*
LISTEN
12569/mysqld下載編譯安裝Nginx添加nginx用戶和群組[shell]#groupadd-rnginx[shell]#useradd-s/sbin/nologin-Mnginx安裝依賴工具[shell]#yum–yinstallpcre-developenssl-develperl-ExtUtils-Embed編譯安裝nginx[shell]#cdsofts[shell]#wget/download/nginx-1.9.5.tar.gz[shell]#
tarxvfnginx-1.9.5.tar.gz[shell]#cdnginx-1.9.5.tar.gz[shell]#./configure--prefix=/usr/local/nginx[shell]#make[shell]#makeinstall為了方便,為nginx創(chuàng)建init啟動[shell]#vi/etc/rc.d/init.d/nginx內(nèi)容如下:#!/bin/sh##nginx-thisscriptstartsandstopsthenginxdaemon##chkconfig:-8515#description:NginxisanHTTP(S)server,HTTP(S)reverse\#proxyandIMAP/POP3proxyserver#processname:nginx#config:/etc/nginx/nginx.conf#config:/etc/sysconfig/nginx#pidfile:/var/run/nginx.pid#Sourcefunctionlibrary../etc/rc.d/init.d/functions#Sourcenetworkingconfiguration../etc/sysconfig/network#Checkthatnetworkingisup.["$NETWORKING"="no"]&&exit0nginx="/usr/sbin/nginx"prog=$(basename$nginx)NGINX_CONF_FILE="/etc/nginx/nginx.conf"[-f/etc/sysconfig/nginx]&&./etc/sysconfig/nginxlockfile=/var/lock/subsys/nginxmake_dirs(){#makerequireddirectoriesuser=`nginx-V2>&1|grep"configurearguments:"|sed's/[^*]*--user=\([^]*\).*/\1/g'-`options=`$nginx-V2>&1|grep'configurearguments:'`foroptin$options;doif[`echo$opt|grep'.*-temp-path'`];thenvalue=`echo$opt|cut-d"="-f2`if[!-d"$value"];then#echo"creating"$valuemkdir-p$value&&chown-R$user$valuefifidone}start(){[-x$nginx]||exit5[-f$NGINX_CONF_FILE]||exit6make_dirsecho-n$"Starting$prog:"daemon$nginx-c$NGINX_CONF_FILEretval=$?echo[$retval-eq0]&&touch$lockfilereturn$retval}stop(){echo-n$"Stopping$prog:"killproc$prog-QUITretval=$?echo[$retval-eq0]&&rm-f$lockfilereturn$retval}restart(){configtest||return$?stopsleep1start}reload(){configtest||return$?echo-n$"Reloading$prog:"killproc$nginx-HUPRETVAL=$?echo}force_reload(){restart}configtest(){$nginx-t-c$NGINX_CONF_FILE}rh_status(){status$prog}rh_status_q(){rh_status>/dev/null2>&1}case"$1"instart)rh_status_q&&exit0$1;;stop)rh_status_q||exit0$1;;restart|configtest)$1;;reload)rh_status_q||exit7$1;;force-reload)force_reload;;status)rh_status;;condrestart|try-restart)rh_status_q||exit0;;*)echo$"Usage:$0{start|stop|status|restart|condrestart|try-restart|reload|force-reload|configtest}"exit2esac給予執(zhí)行權(quán)限[shell]#chmod+x/etc/rc.d/init.d/nginx[shell]#chkconfig--addnginx[shell]#chkconfignginxon[shell]#servicenginxstart正在啟動nginx:[確定]Nginx的幾個重要命令參數(shù)的介紹檢查配置文件:/usr/local/nginx/sbin/nginx-t-c
/usr/local/nginx/conf/nginx.conf重新加載配置文件:/usr/local/nginx/sbin/nginx-sreloadNginx的平滑重啟:kill–HUPnginx主進程號也可以這樣啟動nginx:/usr/local/nginx/bin/nginx–c/usr/local/nginx/etc/nginx.conf測試nginx下載編譯安裝php安裝依賴工具包[shell]#
yuminstalllibmcrypt-develmhash-devellibxslt-devel\libjpeglibjpeg-devellibpnglibpng-develfreetypefreetype-devellibxml2libxml2-devel\zlibzlib-develglibcglibc-develglib2glib2-develbzip2bzip2-devel\ncursesncurses-develcurlcurl-devele2fsprogse2fsprogs-devel\krb5krb5-devellibidnlibidn-developensslopenssl-devel–y建立php用戶[shell]#useradd-s/sbin/nologin-Mfpmuser[shell]#vim/etc/ld.so.conf[shell]#ldconfig安裝幾個源碼包依賴:libmcryptmhashmcrypt安裝libmcrypt庫libiconv庫為需要做轉(zhuǎn)換的應用提供了一個iconv()函數(shù),以實現(xiàn)一個字符編碼到別一個編碼的轉(zhuǎn)換[shell]#wget/project/mcrypt/Libmcrypt/2.5.8/libmcrypt-2.5.8.tar.bz2[shell]#tar-jxvflibmcrypt-2.5.8.tar.bz2#這個包是bz2的使用-j參數(shù)解壓[shell]#cdlibmcrypt-2.5.8[shell]#./configure[shell]#make&&makeinstall安裝mhash[shell]#wget3//project/mhash/mhash//mhash-.tar.bz2[shell]#tar-jxvfmhash-.tar.bz2[shell]#cdmhash-[shell]#./configure[shell]#make&&makeinstall這兩個包安裝完成后要把動態(tài)鏈接庫做一個軟連接到/usr/lib,以為接下來的mcrypt依賴于這兩個包[shell]#ln-s/usr/local/lib/libmcrypt*/usr/lib[shell]#ln-s/usr/local/lib/libmhash.*/usr/lib/[shell]#ln-s/usr/local/bin/libmcrypt-config/usr/bin/libmcrypt-config安裝mcrypt[shell]#wget9//project/mcrypt/MCrypt/2.6.8/mcrypt-2.6.8.tar.gz[shell]#tar-zxvfmcrypt-2.6.8.tar.gz[shell]#cdmcrypt-2.6.8[shell]#./configure[shell]#make&&makeinstall編譯安裝php[shell]#wget/get/php-5.4.12.tar.bz2/from//mirror[shell]#
tarzxvfphp-5.4.12.tar.gz[shell]#cdphp-5.4.12[shell]#./configure--prefix=/usr/local/php--with-config-file-path=/etc--with-mysql=/usr/local/mysql--with-mysqli=/usr/local/mysql/bin/mysql_config--with-pdo-mysql=/usr/local/mysql/bin/mysql_config--with-jpeg-dir--with-png-dir--with-zlib--with-libxml-dir=/usr--enable-xml--enable-mbstring--with-gd--with-freetype-dir--enable-zip--with-mhash--enable-pcntl--enable-sockets--with-openssl--with-mcrypt--enable-cgi--enable-fpm[shell]#make[shell]#makeinstall啟動配置[shell]#cpphp.ini-production/usr/local/php/lib/php.ini[shell]#cd/usr/local/php/etc/[shell]#
cp-aphp-fpm.conf.defaultphp-fpm.conf[shell]#
cd..[shell]#sbin/php-fpm查看php是否啟動了[shell]#netstat-nultp|grepfpmtcp
00:9000
:*
LISTEN
6821/php-fpm配置nginx支持php[shell]#vim/usr/local/nginx/conf/nginx.conf啟動如下選項location~\.php${
root
html;
fastcgi_pass
:9000;
fastcgi_index
index.php;
fastcgi_param
SCRIPT_FILENAME
$document_root$fastcgi_script_name;
include
fastcgi_params;
}并在location/{roothtml;indexindex.phpindex.htmlindex.htm;,添加了index.php重新reloadphp的配置[shell]#/usr/local/nginx/sbin/nginx-sreload測試[shell]#cd/usr/local/nginx/html[shell]#
vimtest.php<?phpphpinfo();?>為了方便啟動php,把php加入到開機啟動項[shell]#cpsapi/fpm/init.d.php-fpm/etc/rc.d/init.d/php-fpm[shell]#chmod+x/etc/init.d/php-fpm[shell]#chkconfig--addphp-fpm[shell]#chkconfigphp-fpmonPHP安裝好后的一些目錄Installingsharedextensions:/usr/local/php/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20211212/InstallingPHPCLIbinary:/usr/local/php/bin/InstallingPHPCLImanpage:/usr/local/php/php/man/man1/InstallingPHPFPMbinary:/usr/local/php/sbin/InstallingPHPFPMconfig:/usr/local/php/etc/InstallingPHPFPMmanpage:/usr/local/php/php/man/man8/InstallingPHPFPMstatuspage:/usr/local/php/php/fpm/InstallingPHPCGIbinary:/usr/local/php/bin/InstallingPHPCGImanpage:/usr/local/php/php/man/man1/Installingbuildenvironment:/usr/local/php/lib/php/build/Installingheaderfiles:/usr/local/php/include/php/Installinghelperprograms:/usr/local/php/bin/program:phpizeprogram:php-configInstallingmanpages:/usr/local/php/php/man/man1/page:phpize.1page:php-config.1InstallingPEARenvironment:/usr/local/php/lib/php/[PEAR]Archive_Tar-alreadyinstalled:1.3.11[PEAR]Console_Getopt-alreadyinstalled:1.3.1[PEAR]PEAR-alreadyinstalled:1.9.4WrotePEARsystemconfigfileat:/usr/local/php/etc/pear.confYoumaywanttoadd:/usr/local/php/lib/phptoyourphp.iniinclude_path[PEAR]Structures_Graph-alreadyinstalled:1.0.4[PEAR]XML_Util-alreadyinstalled:1.2.1/root/softs/PHP/php-5.5.12/build/shtoolinstall-cext/phar/phar.phar/usr/local/php/binln-s-f/usr/local/php/bin/phar.phar/usr/local/php/bin/pharInstallingPDOheaders:/usr/local/php/include/php/ext/pdo/可以監(jiān)聽到MySQL、nginx、PHP的端口:
引力波的實驗探測給我們的啟示摘要:引力理論的發(fā)展經(jīng)歷了數(shù)百年,從牛頓到愛因斯坦,從萬有引力定律到廣義相對論。在這過程中,科學家們引力波的預言質(zhì)疑不休、爭論不止。而引力波的實驗探測無疑證明了一切。引力波的發(fā)現(xiàn),彌補了愛因斯坦的廣義相對論的漏洞,也確定了他的理論的正確。這是人類史上出現(xiàn)的又一契機,它將為人類社會帶來重大變革?!捌莆濉笔侵袊鴤鹘y(tǒng)迎財神的日子。2016年的這一天,卻一個讓全世界物理學界沸騰的日子,甚至許多的物理學家為之痛哭流涕——被預言已經(jīng)百年的引力波,終于被探測到了。引力是什么?在今天人們所知道的物質(zhì)的四種基本相互作用中,引力作用為最弱。四種相互作用按作用強度比例順序是:強相互作用(1),電磁相互作用(10),弱相互作用(10),引力相互作用(10)。因此,在研究基本粒子的運動時,引力一般略去不計。但在天文學領(lǐng)域內(nèi),由于涉及的對象的質(zhì)量極其巨大,引力就成為不僅支配著天體的運動,而且往往是天體的結(jié)構(gòu)和演化的決定因素。引力并不是一種所謂的“力”,而是一種屬性。牛頓在1687年出版的《自然哲學的數(shù)學原理》一書中首次提出萬有引力定律,基于此,他結(jié)識了彗星的運動軌道和地球上的潮汐現(xiàn)象,并根據(jù)萬有引力定律成功地預言并發(fā)現(xiàn)了海王星。萬有引力定律出現(xiàn)后,才正式把研究天體的運動建立在力學理論的基礎(chǔ)上,從而創(chuàng)立了天體力學。簡單的說,質(zhì)量越大的東西產(chǎn)生的引力越大,地球的質(zhì)量產(chǎn)生的引力足夠把地球上的東西全部抓牢。1905年,愛因斯坦提出狹義相對論,突破了絕對時間和絕對空間的概念,否定了瞬時超距作用,從根本上動搖了建立在這些舊觀念基礎(chǔ)上的牛頓引力理論。經(jīng)過十年的探索后,愛因斯坦于1915年提出了迄今為止最成功的近代引力理論——廣義相對論。廣義相對論中,引力被歸咎于時空的彎曲。這種彎曲是由物質(zhì)造成的,物質(zhì)的質(zhì)量越大,所形成的扭曲也就越嚴重。但是這種彎曲,對于人類來說根本感知不到,一是因為人類伴隨這種彎曲一起彎曲了,而是由于這種彎曲太微小。大質(zhì)量物體發(fā)生的扭曲引起了震動,而這種震動,就是引力波??茖W家們通過探測這種時空震蕩,來證實引力波的存在。早在1916年,愛因斯坦在廣義相對論中就預言了引力波的存在。而科學家們普遍認為,這次LIGO這一發(fā)現(xiàn)是愛因斯坦相對論實驗驗證中最后一塊缺失的“拼圖”,證實了愛因斯坦廣義相對論的正確性,彌補了愛因斯坦的廣義相對論的漏洞,驗證了已故科學家愛因斯坦的預言。探測的儀器叫做邁克爾遜干涉儀,或是LIGO。LIGO的“兩條腿”都有4千米長,最近的一次升級就花去了幾十億美元。LIGO的原理是什么?簡單來說是利用光速不變,在同樣的直線路程里測試耗時,而通過時間的偏差(盡最大可能排除誤差,也是耗資巨大的原因)來判定空間確實存在震動。這樣的實驗設置基于愛因斯坦的假設:光速不變,是因為以光的視角看,它沿途經(jīng)過的空間發(fā)生了折疊伸縮??赡艿囊Σㄌ綔y源包括致密雙星系統(tǒng)(白矮星,中子星和黑洞)。在2016年2月11日,LIGO科學合作組織和Virgo合作團隊宣布他們已經(jīng)利用高級LIGO探測器,首次探測到了來自于雙黑洞合并的引力波信號。在過去的數(shù)十年里,許多物理學家和天文學家為證明引力波的存在進行了大量研究。其中,泰勒和赫爾斯由于第一次得到引力波存在的間接證據(jù)榮獲1993年諾貝爾物理學獎。到目前為止,類似的雙中子星系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了近十個,但是雙黑洞系統(tǒng)卻是首次。在實驗方面,第一個對直接探測引力波作偉大嘗試的人是韋伯。雖然他的共振棒探測器最后沒能找到引力波,但是韋伯開創(chuàng)了引力波實驗科學的先河,為如今的碩果打下了基礎(chǔ)。因為在地面上很容易受到干擾,所以物理學家們也在向太空進軍。歐洲的空間引力波項目eLISA(演化激光干涉空間天線)。eLISA將由三個相同的探測器構(gòu)成為一個邊長為五百萬公里的等邊三角形,同樣使用激光干涉法來探測引力波。此項目已經(jīng)歐洲空間局通過批準,正式立項,目前處于設計階段,計劃于2034年發(fā)射運行。作為先導項目,兩顆測試衛(wèi)星已經(jīng)于2015年12月3日發(fā)射成功,目前正在調(diào)試之中。中國的科研人員,在積極參與目前的國際合作之外之外,也在籌建自己的引力波探測項目。引力波的實驗探測引起了世界范圍的轟動,這些探測極其不易,宇宙中發(fā)生爆炸性的大事件時產(chǎn)生的引力波,才相對容易探測到,例如黑洞合并、星系合并、超新星爆炸等。100年前,愛因斯坦在預言引力波存在時就曾說:“這些數(shù)值是如此微小,她們不會對任何的東西產(chǎn)生顯著的作用,沒人能夠去測量它們?!辈桃环蚪o出解釋:“時間發(fā)生得越早,距離越遠,越會在宇宙中傳播期間被紅移。紅移指的是由于宇宙本身的膨脹將所有的波動的波長拉直拉平,這樣其波動性就難以被探測到。例如,這次LIGO探測到的引力波,是13億年以前兩個大約30個太陽質(zhì)量的黑洞并合所產(chǎn)生的引力波,振幅之小,是在原子核尺寸的千分之一的尺度。能探測到真的是非常不容易,LIGO實驗組的科學家們也是在幾十年里經(jīng)歷多次挫折,不斷調(diào)整方案,改進儀器,才最終探測到的?!彼运某晒μ綔y也標志著在這個領(lǐng)域人類的技術(shù)進步到了前所未有的水平。而它所具有的里程碑意義不止在科學情感上,更在于能夠打開人類的一個新的世界——每個人都對它滿懷期待。如果電磁波探測是人類的眼睛,那么人類又多了一雙聆聽外界的耳朵。馬克斯·普朗克引力物理研究所說:“在《星際穿越》和《三體》中,都不約而同地將引力波選為了未來科技發(fā)達的人類的通訊手段,這也許只能是美好的幻想,但對于天文研究而言,引力波的確開啟了一扇新的窗口。吹進來的第一縷清風,就帶來了一個重大的信息:極重的恒星級雙黑洞系統(tǒng)存在并可以在足夠短的時間(10億年)內(nèi)并合。這是讓我們始料未及的。誰能知道在將來的更多的探測中,LIGO和一眾引力波探測器能帶給我們什么樣的驚喜呢?”引力波有兩個非常重要而且比較獨特的性質(zhì)。第一:不需要任何的物質(zhì)存在于引力波源周圍。這時就不會有電磁輻射產(chǎn)生。第二:引力波能夠幾乎不受阻擋的穿過行進途中的天體。比如,來自于遙遠恒星的光會被星際介質(zhì)所遮擋,引力波能夠不受阻礙的穿過。對于天文學家來說,這兩個特征允許引力波攜帶有更多的之前從未被觀測過的天文現(xiàn)象信息,而每一個電磁波譜的打開,都會為我們帶來前所未有的發(fā)現(xiàn)。天文學家們同樣期望引力波也是如此。而引力波本身的性質(zhì)也可能對基礎(chǔ)物理學產(chǎn)生巨大的影響。另外,引力波蘊含的,很可能是宇宙誕生的畫面。我們從小都被告知一個最著名的猜想——宇宙是在一場爆炸中誕生的。這意味著,在時空的開始,宇宙又一次最為劇烈的震動。引力波就能讓我們還原這個震動——它是否存在?有多大規(guī)模?不僅如此,引力波還能傳遞信息——我們看不到的宇宙空間在發(fā)生什么?據(jù)科學家解釋,這次的引力波就是在遙遠的距離上巨大的黑洞變化引起的。而這一結(jié)果也證明了黑洞真實存在——至少是廣義相對論預測的由純凈、真空、扭曲時空組成的完美圓形物體。并且,引力波傳遞的信息可以讓科學家更精確地估計宇宙膨脹的速度??偠灾?,一個新的重大科學發(fā)現(xiàn),總會給人類社會帶來無法預估的發(fā)展。18世紀面熟電磁波的麥克斯韋理論確認的時候,也沒人知道會給人類帶來什么,但是現(xiàn)在不管是電視機還是移動電話,都與電磁現(xiàn)象有關(guān)。引力波的發(fā)現(xiàn)類似當年的發(fā)現(xiàn)X光一樣,是一種工具。有了這個工具,我們可以利用引力波的觀察,去觀察遙遠的宇宙的現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)、時空穿梭等等才是有可能實現(xiàn)的事情。如果沒有引力波,以我們現(xiàn)有的技術(shù)是做不到這些科幻世界才有的事情的?!凹热灰Σㄊ谴嬖诘?,基于引力波的科研思路可信性就大大提高了。就好像走一條未知的路,走到半路,有人懷疑不對,結(jié)果證實是對的,那么就可以加快步伐了?!碧K萌說。世界各國都加大了探測研究引力波的力度,我國也緊跟探索引力波的步伐?!疤烨儆媱潯眳⑴c者、中山大學天文與空間科學研究院院長李淼教授介紹,“天琴計劃”
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