引力波是什么？美国科学家探测到引力波存在的双语科普

人类138亿年的宇宙秘密，藏于引力波刷屏的背后，看懂这篇，你便能跟朋友聊得明白。

引力波到底是什么

1916年时，爱因斯坦预言了引力波的存在，然而那时就连他自己都对这东西能否真的被探测到心存怀疑。简而言之，时空本身的涟漪便是引力波，当宇宙里有大质量天体加速运动时，就会像把石头投进池塘那样激起波纹。

想象那种情景，就是你站在蹦床上，当旁边有人发力跳起又回落，此时你能感受到蹦床面发生了抖动现象。引力波正是这样一种抖动的形式在进行传播，关键是呀，它所传播的并非常见的如布料之类的物质，而是那我们既无法用眼看到，也难以伸手触摸到的时空整体本身。时间来到2015年9月14日，处于美国的LIGO项目首次实现了直接探测，成功获取到源自13亿光年之外的引力波信号，这一事件意义非常重大啊。

这次探测到的信号，源于两个黑洞的合并，其中一个黑洞质量约为29倍太阳质量，另一个黑洞质量约为36倍太阳质量，在最后的0.2秒时间之内，它们释放出了相当于3倍太阳质量的能量，这些能量以引力波的形式向地球传播而来。

为什么科学家找了这么久

引力波极其微弱，地球按每秒30公里速度绕太阳运转，所发出的引力波功率仅200瓦，比你家煮饭的电饭煲功率还小，唯有宇宙里最剧烈的天体事件方可产生足够强的引力波。

存在着这样一些情况，两个黑洞高速地进行旋转，然后是最终合并，还有巨大恒星走向爆炸成为超新星，甚至大爆炸其本身所遗留下来的余波，这些通通都是引力波的来源。即便是处于这等状况之下，当引力波传递到地球的时候，所引发的空间变化也是微小到几乎可以忽略不计的程度。

究竟LIGO的探测器灵敏程度如何呢？它能够测量出，长度为4公里的探测臂出现了，比质子直径还要小一万倍的那种变化，这种测量啊等同於，去测量地球到最近恒星之间的距离，并且精度精准到如同，一根头发丝的宽度那般，如此一来技术难度可谓是可想而知了。

这次发现到底牛在哪

在过去的100年当中，爱因斯坦广义相对论的全部预言都已经被证实了，然而，引力波这一拼图却始终处于缺失的状况。科学家借助对脉冲星双星轨道变化的观测，早就间接地证实了引力波的存在，不过，直接探测到它则是另外一回事。

往前来讲，直接探测这一种情况，意味着人类拥有了全新的宇宙观测工具得以开展相关活动。在以前，所有进行的天文观测，都是靠着电磁波，像是可见光，电波、波长比伦琴射线略有短缩的X射线等等这类东西，然而，黑洞合并自身是不会发出任何光亮的，使用那些望远镜是根本没有办法看到的。

引力波所携带的信息全然不一样，它能够告知我们关于天体质量的精准数据。此次探测出来的两个黑洞，一个是29倍太阳质量，另一个是36倍太阳质量，这般的中等质量黑洞在此之前从来没有被直接证实过。

对普通人有什么意义

看似这与生活隔着遥远距离显得不怎么贴近，然而回想往昔，400年前伽利略将望远镜朝向星空，那时又有谁能够预料到这一举动会引发后来的GPS定位以及卫星通信呢？通常基础科学方面取得的突破往往要在几十年漫长时间过后才会转变成为实用技术。

带来诸多尖端技术突破的是引力波探测本身，LIGO项目里发展起来的超精密测量技术，如今已在地质勘探、医学成像等领域开始应用，未来也许能够借助引力波对地球内部结构进行直接探测。

更为关键的是，引力波给予我们契机，得以径直回溯宇宙大爆炸之后的起始瞬间。电磁波于宇宙早期处于不透明状态，然而引力波能够穿透所有事物，这表明我们存在真正目睹宇宙诞生方式的可能性。

中国人在做什么

中国同样没有落在后面，位于西藏阿里地区的地方，正在开展世界上首个地面原初引力波望远镜的建设工作。其选址处在海拔5250米的高度，再加上气候的干燥以及大气条件的稳定，使得此地变成北半球最为适宜的观测地点。

领衔中山大学的“天琴计划”同样处于推进进程里，该计划打算于2035年前后发射三颗卫星，使其构成等边三角形阵列，借助此在太空中开展引力波的探测工作。这个项目若是获取成功，则将会弥补0.1到1赫兹频段的观测空白之处。

历经中科院高能物理所参与其中的历程后的LIGO科学合作组织，有很多中国科学家深度参与数据分析工作，其中已经有数十名。在这次历史性发现的论文作者所列之中，有好几位来自中国的科研人员在名单里。

还有哪些未解之谜

这次探测到这般情况的黑洞，其质量是超出了预先所期望的，所以理论模型是需要去修正的。传统的理论是认为，当大质量恒星走向死亡这种状况的时候，是会损失一大半质量的，这样就很难形成比 30 倍太阳质量还要高的黑洞，如今观测到的事实已然摆在那儿了，因而理论是必须被重新调整的。

引力波的速度是不是真的精准等同于光速呢，尽管此次观测已然凭借极高的精度证实了这一情况，然而未来更多的事件有可能会发觉微小的差异，那样就会谈及动摇现代物理学的基石。

是否宇宙微波背景辐射里仍留存着大爆炸原初引力波的印记呢？要是寻得这个证据，我们便能真实领会宇宙诞生后10的负36次方秒之际所发生的状况，那可是终极的起源之谜呀。

你可曾揣摩过，当你阅览这篇文稿之际，说不定正有无以计数的引力波悄然无息地于无形之中穿透你的躯体呢？这些源于宇宙偏远之地的波动，正静候着被人类进行解析。你揣度引力波最终能够助力我们寻觅到外星生命吗？欢迎于评论区域分享你的见解，点个赞以使更多人目睹这个堪称宇宙级别的发觉。且点个赞推动更多人瞅见这个具备宇宙级意义的发现。