在一个漆黑的房间里,伸手不见五指,突然一个玻璃杯掉落在地上。 此时你无法看见任何东西,因为房间里没有光,但你仍然知道发生了什么,因为,玻璃杯掉落地上的时候,发出了声波,你听到了声音。 人类目前的科技可以通过光学、红外、射电、X射线、伽马射线等天文望远镜探测宇宙空间中所发生的一些事情。 比如发现新的恒星、超新星爆发、伽马射线暴等等......这是为什么呢? 因为它们都能发出光。 但浩瀚的宇宙中漆黑一片,黑暗深处到底都发生了什么,我们却一无所知。 100年前,爱因斯坦的广义相对论认为,只要是有质量的物体发生运动,就会导致周围的时空弯曲,弯曲会形成一个以物体为中心,向四周扩展延伸的波场。 这就是"引力波",也叫"时空涟漪" 。 打个比方:平坦的湖面上掉下一颗石子,湖面上以石子为中心会激起层层水波。 此时即便你站在岸边,因为距离太远无法观测到湖面发生了什么,但你依然能看到荡至岸边的阵阵涟漪。 黑洞、光速恒定、时空扭曲...... 100年前爱因斯坦广义相对论里关于宇宙的预言都先后被一一证实,但引力波,却让科学家们一直无法探测到并加以证实。 这又是为什么呢? 因为物质运动率越小,波源离我们越远,引力波的信号就会越弱。 就像上面提到的湖面水波。 如果那个湖足够大,而掉落的石子又足够小,那么站在岸边的你就无法看到水波荡至岸边,因为波纹会随着距离的增加而减弱到人类无法感知。 但无法感知,并不代表不存在。 事实上,生活中我们时刻都在跟引力波打交道。急驰而过的汽车,物体掉落,甚至是任何一个人经过你身边,都会产生引力波。 只是这种波率太小,对我们的生活几乎没有任何影响而已,但探测宇宙引力波却意义重大,引力波跟宇宙的起源和运行息息相关。 宇宙大爆炸可以产生以光速运动且极其强烈的引力波,如果引力波在约138亿年后到达地球,那今天仍然可以被人类探测到。 如若我们探测到大爆炸时所产生的引力波,宇宙的起源、人类的归宿、外星文明的探索、宇宙中的各种谜团,都将会迎刃而解。 1969年,马里兰大学的物理学家韦伯建造共振型探测器试图探测引力波。 1972年,来自IBM研究室、贝尔电话实验室和巴黎、慕尼黑、罗马、格拉斯哥以及莫斯科的引力波探测器,先后宣布一无所获。 世界各国的科学家们前赴后继的试图探测引力波,遗憾的是,全部努力都以失败告终,宇宙依然是寂静的。 要探测到宇宙中的引力波,就必须有超级精确的探测工具。 2015年,美国建成最新的激光干涉引力波天文台,数据很复杂,但原理很简单。 天文台拥有两条长度相等的垂直臂展,两束激光打到臂展末端的信号复用镜面上再反射回来,反射回来的两束激光会相交而完全抵消,此时成像仪上就不会出现信号。 但如果激光被来自宇宙的引力波干扰,出现微弱位移,周围时空就会发生扭曲,那无法抵消的波动就会在成像仪上生成信号。 同在2015年,科学家们首次探测到来自13亿光年外,两个黑洞合并所产生的引力波,并被命名为GW150914。 同年,中国启动"天琴 "计划,预计在15至20年内发射卫星上天,届时,天琴将成为第一个太空引力波探测天文台。 2016年,加州理工学院、麻省理工学院以及激光干涉引力波天文台宣布,他们探测到了引力波的存在。 2017年,世界多国科学家同步宣布,探测到来自双中子星合并的引力波。 2018年,国际科学家团队发现迄今最大的黑洞合并事件和另外三起黑洞合并事件产生的引力波。 2019年美国和意大利探测到约9亿光年外黑洞和中子星相互运动产生的一束引力波脉冲。 有人说,爱因斯坦是"神",是"外星人", 以此来形容人们对他的敬畏! 在100年前人类科技尚处于萌芽阶段的时候他发表了相对论,相对论里对于宇宙的描述在科技如此发达的今天仍然有很多人都无法理解。 而爱因斯坦在没有任何科学仪器的帮助下写下方程,预言了黑洞、时空扭曲、时间膨胀、引力波等等这些让人目瞪口呆的科学论述。 而在100年后,科学家们逐一证实了它们,这其中所蕴含的不可思议,无与伦比! 引力波的发现和证实,为人类探索宇宙的起源带来了希望。 随着科技的日新月异,相信总有一天,人类终能从大爆炸开始的那一瞬间,探测到宇宙的前世今生。