宇宙謎團：時空扭曲會產生引力波？

時空曲率就是按照廣義相對論的一個重要解釋，在引力場當中，時空的性質也是由物體的主要質量進行分布所決定的，物體的質量的主要分布狀況使時空性質變得十分不均勻，從而引起了時空的彎曲。大致上講，就是指物質密度大的地方，它的曲率也就越大。也就是說，時空曲率從而產生了一定的引力，當光線經過一些大質量的天體時，它的一些路線就是彎曲的，它將會沿著大質量的物體所形成的時空曲面進行前進。就好像是放在軟床上的一個重球使床面彎曲一樣。

時空曲率的科學作用就是指位處時空中的物體其一旦知道時空曲率，位處時空中的物體其運動的一些軌跡也就可以同時計算出來。也就是說,物體運動必須得去遵循曲率的主要指示。以地球繞太陽來說，太陽的質量直接決定它附近時空的曲率，地球受此曲率的直接影響就會以近乎橢圓形的一些軌道繞日進行運行。曲率如果不大，愛因斯坦的理論就會與古典牛頓的重力論的一些結果大致相同。兩者若有差異，觀測數據都會站在廣義相對論這一邊。尤其是當曲率很大的時侯，牛頓的理論就根本完全不適用。廣義相對論的一項重要預測就是時空曲率的振動會造成重力波的根本存在，然而牛頓理論就沒有這項概念。

引力波，是時空曲率的擾動以行進波的形式向外傳遞。引力輻射是另外一種稱呼，指的是這些波從星體或星系中輻射出來的現象。101年前，愛因斯坦發表廣義相對論，革新了牛頓力學的機械世界觀。他創造性地提出，引力是時空彎曲的結果。根據相對論，當天體的質量分布發生變化時，將引發時空曲率的變化，並且以波動的形式傳播，這就是「引力波」。

為了使大家直觀地理解引力波概念，打個形象的比喻：宇宙時空類似於床墊，黑洞或恆星等巨大的天體類似於重重的鉛球，行星則類似於小小的乒乓球。當鉛球放置在床墊上時，會壓出一個凹坑，從而迫使鉛球周圍的乒乓球向著它靠攏，看起來似乎是鉛球和乒乓球相互吸引。因此時空「床墊」的彎曲，等價於物體之間的引力。當天體質量發生變化(例如旋轉或運動)時，相當於鉛球在床墊上滾動，導致的床墊變形以震動(波)的方式向外擴散，就形成了「引力波」。因此，有人把引力波詩意地稱之為「時空的漣漪」。

LIGO發現的引力波，正是起源於13億光年以外的一次宇宙「滾床單」事件：13億年前，兩個相當於36個與29個太陽質量的巨大黑洞合并，合并後形成的新黑洞相當於62個太陽，而損失的3個太陽的質量則轉換成能量，並以引力波的形式向浩渺的太空四周輻射。其中的一小綹引力波漣漪經過13億年的漫長旅行，一頭撞進了地球LIGO的探測器中，留下了一聲短暫而響亮的啼音，宣告了人類引力波探測新紀元的開端。

那麼引力波的發現，究竟意味著什麼?毫無疑問，引力波的存在，從實驗角度進一步證實了愛因斯坦101年前提出的廣義相對論的正確性。然而，引力波技術對我們人類的科技進步會有什麼影響呢？讓我們先回想一下感人的《給我三天光明》這篇文章吧。

海倫·凱勒從小耳聾目盲，生活在無盡的黑暗與寂靜之中，她只能依靠自己的觸摸來感受這個精彩的世界。而在此之前，我們的天文學家也比海倫好不了多少：他們只能依靠電磁波望遠鏡(光學望遠鏡、射電望遠鏡等)來捕捉來自太空深處的微光和似有還無的電磁波。

由於電磁波在傳播過程中極容易被吸收耗散，我們探測到的遠太空的電磁信號要麼十分微弱，要麼乾脆消失在了茫茫太空的背景輻射噪音中。而引力波則不同，它的穿透性奇強，可以毫不費力地穿越像地球這樣的星體。因此，天文學家將利用引力波天文台探測到諸如此次發現的十幾億光年乃至更遠的太空事件。

如果把電磁波望遠鏡比喻成人類觀望宇宙景象的近視眼，那麼引力波天文台將成為聆聽宇宙呢喃細語的「順風耳」。不僅如此，引力波天文台還有望捕捉到來自大約137億年前宇宙大爆炸(BigBang)時遺留下來的引力波動，從而幫助天文物理學家們去探測宇宙初生時的秘密。

那麼我們能否藉此找到時空的秘密呢？

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