點擊視頻3分鐘看懂引力波

當(dāng)?shù)貢r間11日，激光干涉引力波天文臺（LIGO）執(zhí)行主任瑞慈宣布，LIGO第一次成功檢測到了引力波。物理學(xué)家霍金表示，檢測到引力波，標(biāo)志著人類第一次觀測到黑洞的融合，這是天文學(xué)中革命性的發(fā)現(xiàn)。

引力波什么來頭，這么厲害？

引力波是指加速中的質(zhì)量在時空中產(chǎn)生的波動，也被稱為時空的“漣漪”。愛因斯坦1916年在廣義相對論中就提出，引力是由于質(zhì)量所引發(fā)的時空扭曲所造成的，任何有質(zhì)量的物體加速運動都會對周圍的時空產(chǎn)生影響，其作用形式就是引力波。

愛因斯坦在闡述引力時稱，時空命令物質(zhì)如何運動，物質(zhì)則引導(dǎo)時空如何彎曲，而引力波就是時空改變的數(shù)學(xué)解。不過愛因斯坦同時斷言，由于這個變化非常微小，引力波根本無法被探測到。如今，100年過去了，這個愛因斯坦最重要卻一直未被證實的預(yù)言終于成為現(xiàn)實。

不過，正如愛因斯坦所斷言的那樣，引力波在經(jīng)過地球時，僅僅耗散10到17焦耳的能量，和宇宙中其他能量相比，的確可以說是微不足道。

那么微小的能量，是怎么被探測到的？

根據(jù)LIGO公布的信息來看，引力波信號首先由被稱為“低延遲搜尋方法”的手段識別出來，該技術(shù)可以在不對信號博進(jìn)行細(xì)節(jié)識別的情況下快速判斷出引力波信號的特征，并向科學(xué)家發(fā)出報告。從搜尋、識別、數(shù)據(jù)下載到最后的發(fā)送報告，前后耗時不超過3分鐘。

在接到這一初步分析數(shù)據(jù)后，研究人員會將其與數(shù)據(jù)庫中大量的理論波形進(jìn)行對比，這一過程也被稱為“匹配濾波”，為的是找出吻合度最好的波形。研究人員表示，他們檢測到的數(shù)據(jù)與廣義相對論的預(yù)測完全吻合。

當(dāng)然，LIGO擁有的先進(jìn)設(shè)備和獨立而又偏遠(yuǎn)的天文臺也為此次發(fā)現(xiàn)奠定了不可或缺的基礎(chǔ)。

事實上，5個月前，LIGO就第一次捕捉到引力波信號，他們將其命名為GW150914，根據(jù)科學(xué)家的推測，GW150914發(fā)出的引力波輻射功率可能比整個可觀測宇宙中所有恒星和星系的光度加在一起的總和還要多出10倍。

說到底，科學(xué)家要用這個引力波做什么？

首先，引力波的發(fā)現(xiàn)為現(xiàn)有的理論提供了更充分的依據(jù)，尤其是宇宙大爆炸的學(xué)說。大爆炸后的宇宙是如何最終呈現(xiàn)出溫度、尺度上的均勻分布一直是科學(xué)家無法解釋的問題，而如今引力波的發(fā)現(xiàn)讓科學(xué)家有理由相信，大爆炸后的宇宙經(jīng)歷了另一次劇烈膨脹，使得空間一下子增多，最終形成了我們所看到的簡單狀態(tài)的宇宙。

其次，檢測到引力波，將會為人類提供一個全新的觀察宇宙的視角，外太空那些未知的秘密或許已經(jīng)近在眼前。