当时空产生了涟漪一百多年前

一百多年前，爱因斯坦就预言了引力波的存在，但他从来没指望我们能探测到它。而在2015年，科学家借助探测器首次探测到了引力波。这个发现引起了很大的轰动，有3位美国科学家还因此获得了2017年的诺贝尔物理学奖。那么，什么是引力波呢？它为何如此重要？

文章图片

文章图片
什么是引力波？
我们通常认为，引力是一种力，是能让苹果砸到牛顿脑袋上的力，但爱因斯坦却不这么认为。他认为，引力并不是一种力，而是有质量的物质弯曲了时空造成的。例如，地球的质量可以弯曲附近的时空，而月球在弯曲时空中以自然的方式运行，走出了一条绕地球运转的曲线。这如同火车沿铁轨运行一样，当铁轨变弯曲后，火车会自然地沿着弯曲的铁轨运行。

文章图片

文章图片
爱因斯坦还发现，时空不仅能弯曲，有时还能产生涟漪，就像水波或声波一样，并向四周传播出去。当引力波传过来时，它会交错地挤压和拉伸空间。如果引力波穿过你的身体，你的身体也会随之被挤压和拉伸。
引力波通常很微弱，只有一些最剧烈的天文学事件才能产生强烈的引力波，这如同时空上出现了一场大风暴。例如，黑洞或中子星的合并就可以产生强烈的引力波。黑洞是一种引力极强的天体，任何物质包括光都无法从中逃逸。而中子星是一种大质量恒星死亡后留下的密度极高的天体，一立方厘米的物质便可重达十亿吨。
如何检测到引力波？
但是，发生这些剧烈天文学事件的地点都离我们非常远。传到地球时，引力波信号已经变得极为微弱。不过，科学家在美国建造了两个叫做LIGO的探测器，却十分十分精密。这种探测器有两个很长的互相垂直的管道，当有引力波通过时，两个管道的长度会发生细微的变化，内部的激光设备就可以检测到这种变化。检测到这种变化，就表明有引力波通过。最终， LIGO在2015年首次检测到了引力波。
目前为止，科学家检测到了6个引力波信号，其中5个都是两个黑洞合并时产生的。而剩下那个是在2017年8月观测到的，是两个中子星合并时产生的引力波信号。这是科学家第一次检测到中子星的合并，而且他们还探测到了合并产生的光信号。因为中子星不同于黑洞，它是可以发光的。也就是说，此次发现既有引力波，又有光波。引力波如同声音信号，而光波如同视觉信号，有了这两个信号，让我们对中子星的观测变得音像俱全了，如同看了一段视频。
对中子星合并的观测还首次获得了直接证据，证明合并过程会产生一些重元素，比如铂、金和铀等。事实上，宇宙中大部分的金子都是由中子星合并产生的。
引力波为什么重要？
检测到引力波，不仅又一次证实了爱因斯坦的理论，而且不同于光，引力波穿过恒星、行星、我们等各种物体后，不受任何影响。所以，借助引力波，我们有了一种全新的观测宇宙的方法。就像伽利略改进了望远镜并让我们看到了木星有卫星那样，有了引力波，我们可以发现更多以前很难观测到的天文学现象。
现在，许多其他的引力波探测器正在筹划和建造之中，而欧洲航天局计划在2034年发射一种可以在太空中探测引力波的探测器。随着检测技术的进步，引力波肯定会给我们带来更多的惊喜。