“我们能够‘听见’引力波,我们能够‘听见’宇宙,这是引力波最美妙的事件之一。我们将不仅‘看见’宇宙,我们还将‘倾听’它,”她在记者会上介绍。
引力波是一种时空涟漪,如同石头被丢进水里产生的波纹。黑洞、中子星等天体在碰撞过程中有可能产生引力波。1915年,爱因斯坦发表广义相对论,并在随后几年的一些论文中预言引力波会产生于强引力场的天体事件。广义相对论的其他预言如光线的弯曲、水星近日点进动以及引力红移效应都已获证实,唯有引力波一直徘徊在科学家的“视线”之外。
百年来,科学家们对引力波的探测未曾停歇,但举步维艰。直至上世纪70年代,曾有美国科学家在观测双星系统的过程中,发现引力波存在的间接证据,并因此获得1993年诺贝尔物理学奖。
100年来,也不断有实验声称直接探测到了引力波,并造成过轰动效果,其中包括20世纪60年代的韦伯实验,以及2014年的BICEP实验,但后来都被证明是乌龙。
科学家探测到引力波
这么神奇的波,来头不小。它到底有多重要?
先来认识下引力。它无处不在,主导了宇宙和星系。引力是人类最早定量认识的相互作用。牛顿发现引力后的几百年,物理学进展很多。
尽管牛顿的万有引力定律有着几乎完美的实验验证,但观念上把时间和空间分开考虑。而1915年爱因斯坦提出的广义相对论,进一步研究了引力和“时空几何”的关系,认识到引力是一种非常特殊的相互作用。这革新了牛顿的引力观念和时空观念。
人类首探引力波
广义相对论论证的一个重点就是,引力的本质是时空几何在物质影响下的弯曲。电影《星际穿越》里,一个质量超级巨大的星球,周围的时空是会发生扭曲的,星球质量越大,时空扭曲就越厉害,光和时间概念都发生了改变。起伏、震颤、波浪……你可以用各种词汇形容你理解的时空扭曲。
1916年,爱因斯坦又在广义相对论框架下发表论文,论证了引力的作用以波动的形式传播。这就是引力波的由来。
引力波被发现
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