引力波，愛因斯坦又對了

【亞太日報訊】愛因斯坦又對了！在這位大科學家提出引力波的預言百年之後，科學家１１日宣佈，人類首次直接探測到了引力波。這是人類第一次能夠“聽”到宇宙的“聲音”。

傾聽宇宙的“聲音”

在一片嘈雜的背景噪音中，一聲“噗”的清脆聲響，如水滴落水，持續時間短暫得不到１秒，這正是由引力波轉化成的宇宙之聲。當天在華盛頓召開的記者會上，美國“激光干涉引力波天文臺”（ＬＯＧＯ）科學家現場播放了來自宇宙的“聲音”。

這個聲音源自於１３億年前一個雙黑洞系統的合併。正如ＬＩＧＯ項目組發言人、路易斯安那州立大學物理學家加布裏埃拉·岡薩雷斯所言，那時“多細胞生物才開始在地球上擴散”。合併所產生的引力波信號，經過１３億年的漫長旅行，於２０１５年９月１４日抵達地球，被ＬＩＧＯ的兩個探測器以７毫秒的時間差先後捕捉到。

“我們能夠‘聽見’引力波，我們能夠‘聽見’宇宙，這是引力波最美妙的事件之一。我們將不僅‘看見’宇宙，我們還將‘傾聽’它，”她在記者會上介紹。

引力波是一種時空漣漪，如同石頭被丟進水裏產生的波紋。黑洞、中子星等天體在碰撞過程中有可能產生引力波。１９１５年，愛因斯坦發表廣義相對論，並在隨後幾年的一些論文中預言引力波會產生於強引力場的天體事件。廣義相對論的其他預言如光線的彎曲、水星近日點進動以及引力紅移效應都已獲證實，唯有引力波一直徘徊在科學家的“視線”之外。

百年來，科學家們對引力波的探測未曾停歇，但舉步維艱。直至上世紀７０年代，曾有美國科學家在觀測雙星系統的過程中，發現引力波存在的間接證據，並因此獲得１９９３年諾貝爾物理學獎。

１００年來，也不斷有實驗聲稱直接探測到了引力波，並造成過轟動效果，其中包括２０世紀６０年代的韋伯實驗，以及２０１４年的ＢＩＣＥＰ實驗，但後來都被證明是烏龍。

引力波為何難以捕捉？

引力波是非常弱的一種信號，弱到連愛因斯坦本人都曾懷疑能否建造足夠靈敏的探測器，探測引力波很長一段時間內被視為“不可能完成的任務”。

２０世紀９０年代起，大型激光干涉儀引力波探測器開始在全球範圍內興建，真正拉開了引力波探測黃金時代的序幕。

美國分別在路易斯安那州利文斯頓市與華盛頓州小城漢福德市建造了兩個激光干涉引力波探測器（ＬＩＧＯ）。ＬＩＧＯ擁有巨大的Ｌ形測量臂，每邊各有４千米長，兩端設有反射鏡面。發出的一束激光沿著Ｌ形互相垂直的兩邊前進並被來回反射。一般情況下，激光由於干涉而互相抵消，探測器接收不到光信號，但一旦引力波經過，便會改變激光通過的距離，從而被觀測到。

探測引力波需要探測器具有極高的靈敏度，還需區分開來引力波信號和環境或儀器噪聲。１０多個國家超過１０００名科學家參與了這個搜尋引力波的項目。

２０１５年９月１４日北京時間１７點５０分４５秒，位於利文斯頓與漢福德的兩台探測器同時觀測到了後來被命名為ＧＷ１５０９１４的引力波信號。科學家們通過進一步的數據分析還證實了這是兩個黑洞合併的事件。

ＬＩＧＯ項目共同創始人、麻省理工大學教授賴納·韋斯說：“如果我們能夠把這一消息告訴給愛因斯坦，那麼他的表情一定會很好玩。”

在當天的記者會上，也有人問所探測到的引力波信號是不是好得過頭了？ＬＩＧＯ項目科學家的回答是，他們花了幾個月的時間進行驗證，這也是為什么去年９月探測到引力波信號，卻拖到今天才宣佈。這些科學家還相信，隨著探測器靈敏度的提高，今年應該會探測到更多引力波信號。