3分钟看懂引力波到底是个什么鬼

KaiyuanEditor

当地时间11日，激光干涉引力波天文台（LIGO）执行主任瑞慈宣布，LIGO第一次成功检测到了引力波。物理学家霍金表示，检测到引力波，标志着人类第一次观测到黑洞的融合，这是天文学中革命性的发现。

/ c7 I( f, i; R引力波什么来头，这么厉害？

引力波是指加速中的质量在时空中产生的波动，也被称为时空的“涟漪”。爱因斯坦1916年在广义相对论中就提出，引力是由于质量所引发的时空扭曲所造成的，任何有质量的物体加速运动都会对周围的时空产生影响，其作用形式就是引力波。

爱因斯坦在阐述引力时称，时空命令物质如何运动，物质则引导时空如何弯曲，而引力波就是时空改变的数学解。不过爱因斯坦同时断言，由于这个变化非常微小，引力波根本无法被探测到。如今，100年过去了，这个爱因斯坦最重要却一直未被证实的预言终于成为现实。

不过，正如爱因斯坦所断言的那样，引力波在经过地球时，仅仅耗散10到17焦耳的能量，和宇宙中其他能量相比，的确可以说是微不足道。

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那么微小的能量，是怎么被探测到的？

根据LIGO公布的信息来看，引力波信号首先由被称为“低延迟搜寻方法”的手段识别出来，该技术可以在不对信号博进行细节识别的情况下快速判断出引力波信号的特征，并向科学家发出报告。从搜寻、识别、数据下载到最后的发送报告，前后耗时不超过3分钟。

在接到这一初步分析数据后，研究人员会将其与数据库中大量的理论波形进行对比，这一过程也被称为“匹配滤波”，为的是找出吻合度最好的波形。研究人员表示，他们检测到的数据与广义相对论的预测完全吻合。

当然，LIGO拥有的先进设备和独立而又偏远的天文台也为此次发现奠定了不可或缺的基础。

事实上，5个月前，LIGO就第一次捕捉到引力波信号，他们将其命名为GW150914，根据科学家的推测，GW150914发出的引力波辐射功率可能比整个可观测宇宙中所有恒星和星系的光度加在一起的总和还要多出10倍。

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说到底，科学家要用这个引力波做什么？

首先，引力波的发现为现有的理论提供了更充分的依据，尤其是宇宙大爆炸的学说。大爆炸后的宇宙是如何最终呈现出温度、尺度上的均匀分布一直是科学家无法解释的问题，而如今引力波的发现让科学家有理由相信，大爆炸后的宇宙经历了另一次剧烈膨胀，使得空间一下子增多，最终形成了我们所看到的简单状态的宇宙。

其次，检测到引力波，将会为人类提供一个全新的观察宇宙的视角，外太空那些未知的秘密或许已经近在眼前。

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转载自：iweekly