引力波到底是什麼? 真能憑它穿越時空？

引力波到底是什麼?，距今13億光年前，兩顆黑洞合并後，虧損的質量以強大引力波的形式釋放到宇宙空間，經過13億光年的漫長旅行，終於抵達了地球。讓我們真能憑它穿越時空？

兩個黑洞相撞時產生的引力波

每年春節，在中國的土地上都會上演人口大遷徙的劇情。到大城市工作的人們都會踏上漫漫歸途，為的是回到千里之外的家鄉與家人團聚，在短暫的團聚之後人們又會踏上返城的路途。似乎上帝也不忍心這麼折騰老百姓了，於是他將自己從宇宙創世之初隱藏著的秘密告訴了人類。而作為萬物之靈的人類在發現這個秘密之後，會創造出什麼新的實用技術呢?這個問題對於科幻迷們很容易解答，或許人類真的能藉助這個秘密開發出時空穿梭的技術來。

如果未來真的有時空穿梭技術，那麼人類的生活方式將徹底改變。星際旅行或許在未來成為現實，想像一下在太陽系某一個適合人類生存的星球上品嘗美食、沐浴日光會是一幅多麼愜意的場景呢!那麼，上帝告訴人類的秘密到底是什麼呢?引力波!

這兩個「小黑」釋放的引力波被人類捕捉到了!

引力波是個什麼怪物?

據介紹，這次探測到的引力波是由13億光年之外的兩顆黑洞在合并的最後階段產生的。兩顆黑洞的初始質量分別為29顆太陽和36顆太陽，合并成了一顆62倍太陽質量高速旋轉的黑洞，虧損的質量以強大引力波的形式釋放到宇宙空間，經過13億光年的漫長旅行，終於抵達了地球，被美國的「激光干涉引力波天文台」(LIGO)的兩台孿生引力波探測器探測到。

資料顯示，引力波是愛因斯坦在廣義相對論中提出的，即物體加速運動時給宇宙時空帶來的擾動。簡單的說，可以想像將一顆石子扔進平靜的水面激起的波紋。不過，引力波並不容易被發現，因為只有非常大的天體才會發出較容易探測的引力波，如超新星爆發或兩個黑洞相撞時，而這種情況非常罕見。因此，相對論提出一百多年來，其「水星進動」和「光線偏轉」等重要預言被一一證實，而引力波卻始終未被直接探測到。

引力波有宇宙初生時的「啼哭」之稱，它自宇宙誕生後便一直四散傳播，現在可探測到的餘響能量非常小，被稱為「隨機引力波背景」。在「激光干涉引力波觀測台」中，科學家便是努力在長達4公里的激光光線中，尋找「隨機引力波背景」帶來的比一個原子核還小的擾動。

引力波的時空波紋

捕獲引力波的又是什麼怪物?引力波是愛因斯坦廣義相對論所預言的一種以光速傳播的時空波動，通常引力波都很微弱，如地球圍繞太陽運行時，發出的引力波功率僅為200瓦。宇宙中大質量天體的加速、碰撞和合并等事件才可以形成強大的引力波，但由於波源超遠距離，引力波傳播到地球時變得非常微弱。

因此需要超高靈敏度的儀器才有可能對引力波進行探測。2015年，最新的激光干涉引力波天文台正式在美國上線，理論上，該天文台可以探測到3億光年遠的引力波事件。引力波探測器原理與邁克耳遜干涉儀和法布里-珀羅干涉儀的原理差不多，主要部分是兩個互相垂直的長臂，每個臂長4000米，臂的末端懸掛著反射鏡，管道採用不鏽鋼製成，直徑1.2米，內部真空度為10^-12大氣壓。

在兩臂交會處，從激光光源發出的光束被一分為二，分別進入互相垂直並保持超真空狀態的兩空心圓柱體內，然後被終端的鏡面反射回原出發點，激光束在臂中來回反射大約50次，使等效臂長大大增加，這樣就會形成干涉條紋，如果有引力波通過，便會引起時空變形，一臂的長度會略為變長而另一臂的長度則略為縮短，這樣就會造成光程差發生變化，因此激光干涉條紋就會發生相應的變化。

兩台孿生引力波探測器分別在華盛頓州的漢德堡(左)和路易斯安娜州的列文斯頓(右)，兩者相距3000公里

引力波的發現對人類有何意義?

發現引力波的重要意義是什麼?小編綜合各方觀點總結出兩條：一是證實了愛因斯坦的廣義相對論提出的引力波的預言;二是給宇宙大爆炸理論提供新的證據。由於宇宙大爆炸初期，電磁力、強力和弱力統一成一個力，這給研究宇宙初期狀況造成了很大難度，而引力波的發現給這項研究找到了一個絕佳的切入點，可以說開啟了一個新領域。

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