引力波大发现,验证了爱因斯坦的广义相对论

进入黑洞就意味着连光都没法逃逸出来，但在《星际穿越》中，身在黑洞之中的男主角通过引力波穿越时间和空间的维度给女儿传递了摩斯电码。如今，这种现象终于被证实存在。

“我们检测了引力波。我们做到了！”

美国东部时间2016年2月11日10点30分（北京时间23点30分），美国激光干涉引力波天文台（LIGO）执行主任大卫•瑞兹宣布，科学家们寻找引力波的努力终于收获成果，这距离1916年爱因斯坦预言引力波存在刚好一百年。

爱因斯坦再次“封神”，引力波是加速中的质量在时空中所产生的波动，也被比喻为时空“涟漪”。爱因斯坦在1916年提出广义相对论，认为引力是由于质量所引发的时空扭曲所造成，任何有质量的物体加速运动都会对周围的时空产生影响，其作用形式就是引力波。

科学界公认，探测引力波是难度最大的前沿科技之一，也是一项意义极其重大的物理学基础研究。作为爱因斯坦广义相对论中最重要但也一直未被证实的预言，引力波是物理学王冠上最耀眼的一颗明珠，一旦探测成功，将是人类认知史上具有里程碑意义的科学发现。

大卫·瑞兹表示，正如望远镜开辟了现代观测天文学，引力波的发现，开辟了观测宇宙一扇新的窗户。

或许，还能开创一个新的学科，叫引力波天文学。

早在1974年，美国科学家罗素·赫尔斯和约瑟夫·泰勒观测到一个脉冲星与另一个中子星相互绕转组成的双星系统，由于辐射引力波，脉冲星的轨道缓慢地缩小,轨道变化率与相对论的预言高度一致。仅仅是这一间接的证明，就让两位科学家获得了1993年的诺贝尔物理学奖。

引力波在宇宙中无处不在，但非常微弱，只有在超新星爆发、中子星与黑洞等天体相撞的情况下，才会产生足够强烈的引力波。探测到引力波，是对广义相对论的验证。

根据广义相对论,一对黑洞在相互绕转过程中通过引力波辐射而损失能量,逐渐靠近。这一过程持续数十亿年,在最后几分钟里快速演化：两个黑洞以几乎是一半光速的速度碰撞在一起,形成一个质量更大的黑洞。爱因斯坦的质能方程显示,这个过程中一部分质量转化成能量,而这些能量在最后时刻以引力波爆发的形式辐射出去。

五个月前，LIGO真实地捕捉到了这样的信号。这是由距离地球13亿光年之外的两个黑洞合并产生的。两个黑洞的质量大约分别是太阳质量的29和36倍。其中，大约三倍于太阳质量的物质在短短一秒之内被转化成引力波,其功率峰值是整个可见宇宙总功率的50倍。

引力波的探测过程其实相当戏剧而又幸运。在美国华盛顿州和路易斯安那州建造的隶属于美国国家自然基金的两个相似的激光干涉引力波天文台，每个天文台都有两个长达4公里的相互垂直的长臂，激光在真空管道中沿两条长臂来回反射，并发生干涉。一旦有引力波经过，将会使空间发生拉伸和压缩，两个长臂中的激光的干涉现象就将发生变化。但从2002年至2010年的这九年时间里，探测器均无任何收获，这也与周围环境干扰有关，因为仪器过分敏感，大风、火车经过、甚至树木倒下都能造成干扰。

前沿的基础研究，像创业一样，也离不开烧钱，在花费了2亿英镑之后，激光干涉引力波天文台终于完成了升级，于2015年9月18日重新开始工作，它的精度高出三倍，功率增高了十倍，抗干扰的能力也大幅增强。短短数周之内，就探测到了引力波。这其实是一种幸运，因为此次产生引力波的两个黑洞合并的过程，在LIGO的创始人之一，理论物理学家基普.索恩看来，“是人类观测到的除了宇宙大爆炸之外最为剧烈的爆炸。”

朋友圈也炸开了锅，网友们纷纷开启了吐槽模式，有人说，虽然不明觉厉，但还是莫名激动。也有人说，当吾国人民在醉心于抢红包之时，美国的科学家们已经悄悄完成了一项对宇宙研究的超级突破。

中国其实对引力波的探测也有一些小动作，但遗憾的是，主攻引力波的中国本土的中山大学“天琴项目” 至今还没能获得政府部门的立项，而中科院的引力波探测项目日程则被安排在了2050年。