人類首次直接探到了引力波，震撼全世界！

來源：創新社（ID:chuangxinshe）北京時間2月11日23點30分（美國東部時間2月11日10點30分），美國國家科學基金會召集來自Caltech，MIT和LIGO的科學家宣布：5.1sigma置信度，看到兩個分別為36和29太陽質量的黑洞併合為62太陽質量黑洞，甚至看到了併合的過程，最終成為Kerr黑洞。傳播速度跟光速一致！

圖片來源：微博@NASA中文

這是在2015年9月14日北京時間17:50:45分，激光干涉引力波觀測平台的兩個探測器同時觀測到的一個引力波瞬時事件，與愛因斯坦廣義相對論預言的一對互相旋轉的黑洞併合成一個黑洞的計算相符合。類似事件的誤報率為203000出現一次。這是人類首次證實存在恆星級雙黑洞系統，是人類首次直接探測到引力波。

很多人可能是第一次聽到「引力波」這三個字。它是什麼？和周立波、黃海波、紅掌撥青波有什麼關係？它有什麼用？可不可以吃？為什麼大家這麼激動？它有這麼重大的意義嗎？

別急，讓小編大概地來科普一下。

1什麼是「引力波」在講引力波之前，我們先說說大家更為熟知的電磁波。電磁波是在1865年被麥克斯韋所提出的，在22年後被證實存在。我們所看到各種顏色的光，還有看不到的紅外線、紫外線、無線電波等等都屬於電磁波的一種。

和電磁波類似，就萬有引力的認識，愛因斯坦這個科學巨人認為牛頓之前的理解太naive。在愛因斯坦的相對論中，認為萬有引力是一種跟電磁波一樣的波動，稱為引力波。

牛頓啊，你還是too young too simple，sometimes naive！如果無法想像理解我們換個說法。首先大前提，愛因斯坦認為引力是由於時空的扭曲產生的。就像是一個鐵球放在一塊平鋪的毯子上。球放上去，毯子中間會凹陷進去（時空扭曲），鐵球越重（天體質量越大），凹陷就會越厲害（時空扭曲越嚴重）。而如果這個鐵球是運動的，「凹陷」這個狀態便會向周圍傳播開去，就像是平靜的水池裡丟進了一顆小石頭。那麼，如果有兩個這樣的鐵球相互「旋轉，跳躍，不停歇」呢？

圖片來源：Piled Higher and Deeper (PHD Comics)/youtube.com

就像上圖所示，那種凹陷的狀態會以波的形式向外傳遞開去。

下面這兩個中子星相互吸引旋轉釋放引力波的圖片可能更加直觀一點。

圖片來源：Gravitational Waves: The Big Bang"s Smoking Gun但是，愛因斯坦當時這個想法並沒有得到廣泛認可和證實。畢竟毛主席說過：實踐是檢驗真理的唯一標準。

呵呵，我才是看破一切的智者！2「引力波」有什麼用首先明確一點，它不能吃，嗯。然後，由於引力波與物質的相互作用非常弱，在傳播途徑中基本不會像電磁波那樣容易發生衰減或散射，這意味著它們可以揭示一些宇宙角落深處的信息，例如宇宙誕生時形成的引力輻射至今仍然在宇宙間幾乎無衰減地傳播，這為直接觀測大爆炸提供了僅有的可能。

另外，考慮到一般認為宇宙間不發射任何電磁波的暗物質所佔比例要遠大於發射電磁波的已知物質，暗物質與外界的唯一相互作用即是引力相互作用，引力波天文學對這些暗物質的觀測具有重要意義。也就是說，我們可以通過引力波，去窺探宇宙最深處、最原始的奧秘了，甚至是看到宇宙的源頭！當然，還有很重要的一點就是：證明愛因斯坦老爺子的猜想是對的！

你看我又猜對！信我得永生！3我們怎麼探測到它引力波非常難以測量，因為當他們到達地球的時候已經變得非常弱了。有多弱？弱到引力波引起的長度變化是10^-21量級的了。但是，這沒有難倒智慧勇敢的地球人！地球人發明了激光干涉測量的方法！簡單地說通過測量兩條激光束相遇的時候所形成的干涉圖樣的變化來探測引力波。這些圖樣依賴於激光束的傳播距離，當引力波穿過時會引起激光束的傳播距離微小變化，通過干涉圖樣的變化便可以看出來了。（嗯，如果你本科做過物理光學實驗……你懂的）這種稱之為激光干涉計的探測器的靈敏度，是與激光傳播的距離成比例的。現在世界上有LIGO和GEO 600這兩個工具，用來測量引力波即時空結構中的波動。因為探測器需要尋找的是很微弱的信號，所以需要 LIGO 和 GEO 的尺寸相當大。而宣布探測到引力波的那個傢伙有多大呢？橫豎都是4km，你們感受一下。

按照小編1千米最好成績，跑完全程要28min……

但是即使是這樣大的尺寸還顯得很拙計，它每年能遇見的引力波事件大概在萬分之一件到一件之間，你看這花了幾十年才探測到一次。

也因此，有科學家腦洞大開說想發射幾顆衛星上天去充當這個激光干涉計探測器……

（想像一下衛星在外太空Biu Biu Biu發射激光……）

4我們為啥這麼雞凍

圖片來源：微博@狼狼槍

美國LIGO的科學家說：「所有信號都與愛因斯坦100年前所做的預言完全吻合」。這讓我們不禁懷疑愛因斯坦是不是上一個宇宙文明發配到地球指點迷津的。

宇宙最不可理解的事情在於它竟然是可以理解的，若真的理解了它，人類何其有幸！焚燒眾生者是時間，時間又使它熄滅。即使成為灰燼，我們依然能知道宇宙初生的那個黎明，和宇宙最終滅亡的那個夜晚。我們將憑知識超越時空——而今天，我們將在這條道路上邁出小小的又一步。在電磁波被發現100多年以後的今天，引力波被找到了。它是唯一可以在高維時空中傳遞的波，這點與電磁波完全不同，對引力波的深入研究可以帶給我們對大尺度時空結構信息的全面深入了解。

同時，毫無疑問的是，由於引力波的穿透能力比中微子還要強，它也許真能像科幻小說《三體》中描述的那樣，被人類用於星際通訊領域，說不定在宇宙另一端有個平行時空，在那個世界的你告訴正在看這篇微信的你，他兩天後的情人節是有對象陪的……

什麼是引力波？什麼是LIGO？這個發現到底有多重要？下面視頻通俗易懂的給你講一遍，一定要看！

什麼是引力波？

LIGO是如何工作的？

引力波介紹及重大意義（第30秒左右正式開始）

整理自東南大學研究生會、果殼網、科學松鼠會、新浪科技、百度百科

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