天文台将联合预警 引力波到底有多神奇？

 法律法规网综合消息    在1916年 ，爱因斯坦基于广义相对论预言了引力波的存在。天文台将联合预警, 引力波到底有多神奇？

据中国之声《新闻纵横》报道，这两天，全球数十家著名天文机构纷纷发布了同一条消息：北京时间今日（16日）晚上10点，将发布重大消息。这吊足了全世界的胃口。这些机构包括南京紫金山天文台、美国国家航空航天局、欧洲南方天文台等。

平时都挺严谨挺靠谱的组织，这次却很是调皮，除了这一句“重大消息”，口风都紧得很。看来不到今天晚上10点，他们都绝不会透露分毫。不过有天文爱好者从今年8月《自然》杂志的一篇文章中看出了端倪，这个“重大发现”不是有些人猜测的发现了外星人；不过也大可不用觉得失望，因为这次发现的主角同样是位重量级角*：引力波。

引力波是爱因斯坦广义相对论实验验证中最后一块缺失的“拼图”。而发现引力波的三位美国科学家也刚刚在本月初毫无争议地获得了诺贝尔物理学奖。

虽然这次引力波新发现还没有正式公布，但目前也有一些猜测：过去探索到的三次引力波事件，都是双黑洞并合。但黑洞并合真的是“黑”的，它不会发射出电磁波；而这次，有可能是会在电磁波波段释放出巨大能量的双中子星并合。这样，在电磁波望远镜中，这个引力波，是会发光的，至少是能被电磁波望远镜“看”到的。

当然，在今天晚上之前，一切都是猜测。但是，科学家们为什么要对引力波如此神魂颠倒？我们是不是在探测未知世界的路上又更进了一步？

“世界那么大，我想去看看”。然而宇宙真的太大了，有时我们只能去听听。爱因斯坦的广义相对论一百年前就预言了引力波的存在，但直到2015年才首次获得证实。近一个世纪的求索后，人类终于聆听到宇宙深处的声音。

科学家：大家可以听到最后一响，我们有一个 “biu”的一声，这个大家可以看到，在频域它已经非常非常突出了，这就是我们所探测到的引力波，所以我们讲我们听到了引力波的声音。我们想象的宇宙空间像水波纹一样的时空分布，如果这里面有物质，尤其是像黑洞这么的物质，开始在里面对时空进行搅动的话，它就会不断释放引力波。

这么形象地解释，来自于清华大学LIGO工作组负责人曹军威。LIGO是美国“激光干涉引力波天文台”的简称，背后有十多个国家、千余名研究人员的艰辛付出，正是他们在2015年首次成功探测到引力波。引力波由黑洞等天体在碰撞过程中产生，有人把它想象成石头丢进水里产生的波纹，也有人用电影《泰坦尼克》里男女主人公跳舞的场面来描绘它。

曹军威：《泰坦尼克号》中的杰克和罗斯之所以会互相吸引，除了因为爱还因为质量，有质量的物体会使他周围的时空发生扭曲，物体的质量越大时空就扭转的越厉害。如果你将时空看成一张大橡胶膜，然后往上面放一个罗斯，那么她的质量就会把橡胶膜往下压，如果放一个杰克，那你会看到罗斯和杰克分别造成的时空扭曲，让他们俩逐渐接近对方。太阳和地球的关系也是一样的道理，只不过太阳的质量比地球大的多，造成的时空扭曲也更大，所以看上去是地球绕着太阳旋转，所以按照广义相对论的思路引力只是时空扭曲必然带来的现象，而当太阳和地球跳转圈舞的时候，他们周围的时空就会发生起伏、震颤和波浪。这种变化以波的形式向外传播，用听起来很厉害的说法讲就是引力波。

这样的描述使得引力波听起来很浪漫，而在科学家眼中，发现引力波的伟大之处是人类又找到了一种探索浩瀚宇宙的新途径。

国际宇航联空间运输委员会秘书长、中国航天科工集团公司二院研究员杨宇光：基于目前人类掌握的物理知识和可以预见的物理学知识，人类只能在太阳系的范围内活动，不可能到哪怕是最临近的恒星系去旅行的。那么只有一种可能*，就是除非将来物理学发生质的飞跃，也就是说人类对自然界的认识产生质的飞跃才有这种可能*。那么引力波他最重要的意义在于，人类从过去到现在所有对自然界的观测，包括天文观测，主要依赖于电磁波，也就是雷达或者是光学波段的电磁波对未知世界进行探测。而有了引力波以后我们就对自然界多了一种探测的手段，那么这是一个质的差异。那么引力波的探测有可能使我们了解到更丰富的有关于黑洞、中子星等等这些天体在发生一些现象和剧烈变化时的时空变化，所以说它对于我们了解物质世界是非常有用的。

美国宇航局高级科学家、诺贝尔物理学奖得主约翰·马瑟：这对于天文学来说是巨大的发现，不仅仅是技术上的进步，也不仅仅证明了爱因斯坦理论的正确，这是我们在天文学上发现的全新的东西。

现如今，即使是不做科研的普通人也大都知道，宇宙起源于由大约137亿年前发生的一次大爆炸。而引力波的发现最终将帮助我们探索宇宙起源的诸多秘密。

杨宇光：在宇宙从一个奇点大爆炸，产生目前我们见到的宇宙的整个过程是如何演化的，实际上人类也仅仅是有假说而已，并没有从理论上和实践上去证实它。而通过引力波的研究我们可以了解，比如像之前提到的黑洞等一些现象所产生的极端的物理规律是十分有用的，对我们更好的认识宇宙起源也就是刚才所讲的大爆炸以及它的演化过程，有非常重要的参考价值。

宇宙引力波源:

那么在我们的宇宙当中，什么样的天体才能够撼动产生可以探测到的引力波呢？对于地面上的探测器，通过认为下面的四种可以产生：

（1）旋进(In-spiral)或者合并的致密星双星系统。比如中子星或者黑洞的双星系统。非常类似于发布会当中的系统。

（2）快速旋转的致密天体。这类天体会通过周期*的引力波辐射损失掉角动量，它的信号的强度会随着非对称的程度增加而增加。可能的候选体包括非对称的中子星之类的。

（3）随机的引力波背景。非常类似于我们通常熟知的宇宙背景辐射，这一类背景引力波，也通常叫做原初引力波，它是早期宇宙暴涨时的遗迹。2014年由加州理工、哈佛大学等几个大学的研究人员所组成的BICEP2团队曾宣称利用南极望远镜找到了原初引力波，但是后来证实为银河系尘埃影响的结果。原初引力波的探测将是对暴胀宇宙模型的直接验证，对于它的探测依旧在努力寻找之中。

（4）超新星或者伽马射线暴爆发。恒星爆发时非对称*动力学*质也会产生引力波。而直接探测到来自于这些天体的引力波，将是提供对这些天体最直接而且最内部的信息。

以上的天体都能够产生地面探测器所探测到的引力波信号（频率大约几到几百赫兹）。还有一类天体，也能够产生比较较强的引力波，只是产生的频率比较低而已（频率在0.01赫兹以下）。

（5）超大质量黑洞。在星系的中心，我们知道会有一个超大质量黑洞的存在。星系在演化的过程当中，会彼此合并，所以在某些星系中间，会有两个黑洞。非常类似于LIGO所探测到的双恒星级黑洞，这两个双黑洞在绕转和最终的合并的之时，也会产生很强的引力波。这种引力波可以利用空间探测器来探测。