據媒體報道，一位物理學家如此形容自己的心情：”堂堂男子漢很少哭，當時心中忽然暖流湧動，但還是強忍住沒哭。那是一種強烈的感動，感動到想哭的感覺。整個新聞發佈會上，我一直強忍着。“

　　作爲一個普通大衆，我們在被各種社交媒體刷屏的”引力波“洗腦的同時，卻很少有人知道，引力波到底是什麼？爲什麼探測到它需要百年努力？它又能給世界帶來什麼？

　　引力波是什麼？

　　根據愛因斯坦的廣義相對論，引力起源自質量對空間的扭曲：在任何有質量的物體附近，空間的織構都會受到扭曲。但這個扭曲並不總是呆在那物體附近。特別地，愛因斯坦意識到這種空間的彎曲形變可以在宇宙中傳播，就像地震波在地殼裏傳播那樣。然而它與地震波不同的地方在於它可以在空無一物的太虛中傳播——並且還是以光的速度。

　　假如有引力波在你眼前向你撲面而來，你會看到你前方的空間在上下或左右方向上時而被拉伸時而被壓縮的效果。

　　在廣義相對論中，引力被歸咎與時空的彎曲。

　　”時空彎曲是什麼鬼？“相信大多數人聽說之後都是這個反應。它的意思是，我們平時看到的空間貌似是平直的，但真實的情況中，卻是像哈哈鏡裏一樣扭曲的。這種扭曲是物質造成的，質量越大，扭曲就越大。

　　通俗地講，引力波是宇宙中一種特殊的“時空漣漪”，因此也可以將其想象成在時空中的微小起伏。

　　我們可以把宇宙想象成一個蹦牀，如果沒有任何擾動，它是平坦的。但有質量的物體出現時，比如一個雞蛋，來遊樂場的小孩子，或者是地球這樣的龐然大物，它就會變得彎曲。

　　大質量物體周圍空間會像蹦牀一樣開始彎曲

　　可憐的是，這種彎曲，對於生活在蹦牀上的微小生物——我說的就是人類這種生物——來說，一是由於我們跟着蹦牀一起彎曲了，二是由於這種彎曲太微小，我們完全感覺不到這種彎曲。

　　如果只是彎曲還好。但如果這個大質量物體發生變化——雞蛋被喫了，小孩子蹦走了，或者地球爆炸了——蹦牀就會開始震動，這種震動就是引力波。當然，跟着一起震動的我們也感覺不到它在震動。

　　如果地球消失了，周圍的空間就會開始震動，像漣漪一樣傳播開去

　　用圓規丈量宇宙

　　對於不喜歡睡眠被地震打擾的我來說，感受不到宇宙的震動是多麼幸福。但物理學家可不這麼想，他們急需感覺到震動，來證明自己確實讀懂了宇宙。他們還希望通過對震動的研究，來把宇宙讀得更懂。於是，他們發明了世界上最大和最貴的。..。..圓規？或許很像，但他們把它叫做邁克耳遜干涉儀，或是LIGO。

　　引力波探測器很像一個圓規，不過更爲巨大

　　LIGO的“兩條腿”都有4000米長，最近的一次升級就花去了幾十億美元。

　　在大年初五帶來引力波消息的LIGO並不像財神，相反，這個美國國家科學基金會（NSF）資助的項目前前後後已經花去了數十億美元。

　　LIGO的原理是什麼？假設我們有兩個短跑運動員，他們在任何情況下跑步速度都一樣，那麼，如果跑道因爲引力波擾動，長度發生了變化——就像蹦牀表面會因受力，在一個方向上拉伸一樣，他們從LIGO的兩條腿上跑回來的時間就會發生些微的差異。我們就知道，空間確實在震動。

　　然而，這並不是那麼簡單的。最簡單的兩個原因——第一，震動太小了，也許4000米只會發生0.000000000000000001米（我幫你數好了，這裏應該有17個0）的變化。雖然圓規腿已經這麼長了，這也這只是勉強能讓我們感覺到兩側運動員，也就是激光回來的差異。第二，我們不能讓諸如跺腳、打噴嚏或是地震影響我們的觀測，所以要用各種設備讓兩條腿穩定。同時，我們還要在很遠的地方再建一個，如果兩個都震了，我們就知道這不是科研人員絕望情況下掀桌子引起的。

　　物理學家在地球上建了一大堆探測器。其中，這次成功的LIGO在美洲東西海岸各有一個探測基地。

　　1991年，麻省理工學院與加州理工學院在美國國家科學基金會（NSF）的資助下，開始聯合建設“激光干涉引力波天文臺”（LIGO）。不過，LIGO建成後一開始並沒有什麼作爲，經過數次耗資不菲改造，LIGO總算帶來了好消息。

　　只有暴脹能產生引力波嗎？

　　不。任何有質量的物體的加速運動都會產生引力波。實際上我們有可能直接探測到的引力波只能是來自於天體大災變事件，比如兩個黑洞的碰撞融合。至今分佈在世界各地的幾個觀測站都在努力尋找來自宇宙深處黑洞融合所產生的噪聲。

　　爲什麼只有通過射電望遠鏡才能看到引力波？

　　暴脹所導致的引力波至今仍在在宇宙各處迴盪，但現在的它們已經老態龍鍾十分虛弱，而難以被直接探測到。於是科學家們轉而觀察所謂的“宇宙微波背景輻射”，來追溯在宇宙創生380000年後，引力波在充斥全宇宙的基本粒子濃湯當中所留下的印記。通過射電望遠鏡可以觀測到到微波背景輻射，因而要看到引力波所導致的宇宙漣漪就只能藉助射電望遠鏡。

　　爲什麼要在南極觀測呢？

　　BICEP2所寄居的Amundsen-Scott南極站坐落在南極冰蓋上海拔2800米的地方，那裏的大氣非常稀薄。空氣也十分乾燥，所以沒有過多的水蒸氣阻擋無線電波。另外，南極洲幾乎沒人居住，從而避免了來自手機通訊、電視廣播以及其他日常電子產品的電波干擾。

　　引力波能帶來什麼？

　　對於大衆來說，或許會懷疑花費這麼多美元——教育家會計算能建多少學校，貧困國家會計算能買多少糧食，諸如此類——去探索引力波有何意義。但對瘋狂的物理學家來說，他們會覺得，這不但值回票價，而且就像免費的一樣便宜。

　　愛因斯坦當然會高興聽到這個消息，因爲這證明了他不像普通人類的腦袋瓜又對了，他想像出的東西，人們花了大把鈔票辛苦了數十年，總算看到了。不過，其他物理學家呢？

　　對物理學家來說，這輕輕的一震，比《美人魚》、《星球大戰》乃至人類史上所有的電影加起來都好看，因爲它蘊含的劇情，是宇宙誕生的畫面。

　　我們從小都被告知一個最著名的猜想——宇宙是在一場爆炸中誕生的。這意味着，在時空的開始時，這個大蹦牀有一次最劇烈的震動。引力波就能讓我們還原這個震動——它是否存在，有多大規模，諸如此類。

　　除此之外，引力波還能讓我們知道，我們看不到的宇宙空間在發生什麼。據科學家說，這次的引力波就是我們看不到的超級遠的距離上，我們看不到的超級大的黑洞的變化引起的。如果你是《三體》迷，你就可以理解，如果在很遠的星系一個文明被高階文明炸掉了，我們能夠第一時間通過引力波知道這個事情是多麼重要。

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