白話引力波

【亞太日報訊】就如同石頭被丟進水裏產生的波紋，引力波是一種時空漣漪。如今，這種漣漪終於被科學家發現了。科學家們欣喜若狂，“科學粉絲”手舞足蹈，各大網上科技論壇等一片熱鬧。然後，還有然後么？

當然有。能發現引力波，說明人類深空探測技術已經取得突飛猛進的發展，今後“傾聽”宇宙之聲，將越來越輕鬆。相信人類會“聽”到或“看”到更多的宇宙故事。而引力波自身，據說蘊含著宇宙誕生的巨量信息，並能夠證明各種預見性理論。

這麼神奇的波，來頭不小。它到底有多重要？

先來認識下引力。它無處不在，主導了宇宙和星系。引力是人類最早定量認識的相互作用。牛頓發現引力後的幾百年，物理學進展很多。

儘管牛頓的萬有引力定律有著幾乎完美的實驗驗證，但觀念上把時間和空間分開考慮。而１９１５年愛因斯坦提出的廣義相對論，進一步研究了引力和“時空幾何”的關係，認識到引力是一種非常特殊的相互作用。這革新了牛頓的引力觀念和時空觀念。

廣義相對論論證的一個重點就是，引力的本質是時空幾何在物質影響下的彎曲。電影《星際穿越》裏，一個品質超級巨大的星球，周圍的時空是會發生扭曲的，星球品質越大，時空扭曲就越厲害，光和時間概念都發生了改變。起伏、震顫、波浪……你可以用各種詞彙形容你理解的時空扭曲。

１９１６年，愛因斯坦又在廣義相對論框架下發表論文，論證了引力的作用以波動的形式傳播。這就是引力波的由來。

眼見為實。人類只相信真實探測到的。遺憾的是，引力波太“高冷”，人類百年來一直不能探測到它的存在。為什么？

由於引力波產生的效應很小，如果不主動去除外界干擾，不可能從“背景波動”中分辨出引力波信號。地震波、火車噪聲、觀測設備本身的極微小活動等都會構成干擾。

可是，技術是飛速發展的。《科學》雜誌和《自然》雜誌都預測，隨著探測儀器靈敏度大幅提高，今年的最重大科學發現可能就是引力波。一些剛升級的探測器也許能讓物理學家一“睹”引力波的真面目，其中之一便是“激光干涉引力波天文臺（ＬＩＧＯ）”。這個位於美國路易斯安那州利文斯頓市與華盛頓州小城漢福德市之間數公里長的觀測設施已於不久前完成改造工作，其探測靈敏度比５年前提高了１０倍。

幸福似乎來得太快。沒想到兩大頂級科學雜誌話音剛落，人類就有了如此大的收穫。錯了。科學家去年９月就觀測到了引力波，這是由兩個黑洞合併產生的一個時間極短的引力波信號，經過１３億年的漫長旅行，於２０１５年９月１４日抵達地球。

但科學家也怕鬧烏龍，因此需要各方面的論證來證明這確定無疑是引力波。幾個月後才宣佈本次成果，相信是較為靠譜的。全球１０多個國家超過１０００名科學家為此作出了貢獻。

探測到引力波，人們將能為大爆炸理論和宇宙膨脹理論找到更有力的證據。未來，或許真正的星際穿越等，都需要建立在人們獲得的引力波知識之上。