引力波：你們不要裝作跟我很熟的樣子

06-26

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當地時間11日，激光干涉引力波天文台（LIGO）執行主任瑞慈宣布，LIGO第一次成功檢測到了引力波。物理學家霍金表示，檢測到引力波，標誌著人類第一次觀測到黑洞的融合，這是天文學中革命性的發現。

引力波什麼來頭，這麼厲害？

引力波是指加速中的質量在時空中產生的波動，也被稱為時空的「漣漪」。愛因斯坦1916年在廣義相對論中就提出，引力是由於質量所引發的時空扭曲所造成的，任何有質量的物體加速運動都會對周圍的時空產生影響，其作用形式就是引力波。

愛因斯坦在闡述引力時稱，時空命令物質如何運動，物質則引導時空如何彎曲，而引力波就是時空改變的數學解。不過愛因斯坦同時斷言，由於這個變化非常微小，引力波根本無法被探測到。如今，100年過去了，這個愛因斯坦最重要卻一直未被證實的預言終於成為現實。

不過，正如愛因斯坦所斷言的那樣，引力波在經過地球時，僅僅耗散10到17焦耳的能量，和宇宙中其他能量相比，的確可以說是微不足道。

那麼微小的能量，是怎麼被探測到的？

根據LIGO公布的信息來看，引力波信號首先由被稱為「低延遲搜尋方法」的手段識別出來，該技術可以在不對信號博進行細節識別的情況下快速判斷出引力波信號的特徵，並向科學家發出報告。從搜尋、識別、數據下載到最後的發送報告，前後耗時不超過3分鐘。

在接到這一初步分析數據後，研究人員會將其與資料庫中大量的理論波形進行對比，這一過程也被稱為「匹配濾波」，為的是找出吻合度最好的波形。研究人員表示，他們檢測到的數據與廣義相對論的預測完全吻合。

當然，LIGO擁有的先進設備和獨立而又偏遠的天文台也為此次發現奠定了不可或缺的基礎。

事實上，5個月前，LIGO就第一次捕捉到引力波信號，他們將其命名為GW150914，根據科學家的推測，GW150914發出的引力波輻射功率可能比整個可觀測宇宙中所有恆星和星系的光度加在一起的總和還要多出10倍。

說到底，科學家要用這個引力波做什麼？

首先，引力波的發現為現有的理論提供了更充分的依據，尤其是宇宙大爆炸的學說。大爆炸後的宇宙是如何最終呈現出溫度、尺度上的均勻分布一直是科學家無法解釋的問題，而如今引力波的發現讓科學家有理由相信，大爆炸後的宇宙經歷了另一次劇烈膨脹，使得空間一下子增多，最終形成了我們所看到的簡單狀態的宇宙。

其次，檢測到引力波，將會為人類提供一個全新的觀察宇宙的視角，外太空那些未知的秘密或許已經近在眼前。