被引力波擊中會發生什麼情況？

他是最受媒體歡迎的科學家，也是會寫詩的天文學家，儘管工作任務極為繁重，仍堅持以極大的熱情投身科學傳播，他就是張雙南。

我們特別收集整理了「悟空問答」上張雙南對部分提問的回答, 與您共享科學。本文為張雙南問答系列第四則。

張雙南

— 研究員 —

張雙南，中國科學院高能物理研究所研究員，中國科學院粒子天體物理重點實驗室主任。研究領域為黑洞、中子星、宇宙學和空間天文。天宮二號「天極」伽瑪射線暴偏振測量項目、「硬X射線調製望遠鏡」衛星項目以及若干大型國際合作空間天文項目首席科學家。

入選國家傑青、長江教授、「千人計劃」。獲「趙九章優秀中青年科學獎」、義大利Ferrara大學「哥白尼科學家獎」。

網友提問

被引力波擊中會發生什麼情況？

你會跟著引力波跳舞！

而且這就是愛因斯坦100年前所預言的、2016年2月11日激光干涉引力波天文台（LIGO）宣布所探測到的、2017年很可能獲得諾貝爾物理學獎的一個觀測結果。這個結果就是離我們13億光年遠的地方兩個黑洞撞到了一起變成了一個黑洞，在這個過程中產生了引力波，13億年以後引力波信號到達了地球，引起了4千米長的引力波探測器形狀的變化。

實際上，LIGO是用激光干涉的方法測量到了懸掛著的質量為幾十公斤的金屬球（被稱為「檢驗質量」，也就是它本身的質量不會對周圍的引力場產生干擾），圍繞它的平衡位置以大約質子的直徑千分之一（10的負18次方米，也就是100億億分之一米）的振幅以每秒幾十次的頻率振蕩了幾個回合。換句話說，這個金屬球跟著引力波跳舞了！

之所以把金屬球懸掛起來，是為了儘可能消除其他各種可能導致它振蕩的因素對它產生影響。因此，理想情況下，即使不懸掛它，引力波到來的時候它也得跟著跳舞，因為LIGO那個四公里長的管道也得一起跟著扭動。實際上，宇宙中各種天體物理過程產生的引力波隨時都會作用到我們身上，所以我們也應該隨時都會隨著引力波跳舞，只不過我們跳舞的幅度非常小，即使非常強的引力波讓我們跳舞的幅度也比一個質子的半徑小很多很多，除非用世界上最靈敏的儀器（比如LIGO），根本就察覺不到！

除了跟著引力波跳舞之外，我們的身體還會被引力波扭曲，非常類似潮汐力的作用，也就是你身體的不同部位感受到的引力會有所不同，只不過引力波的潮汐力引起你身體的形變非常小，比你跳舞的幅度小几千倍，大約相當於一個質子的直徑的幾百萬分之一。很顯然，我們絕對沒有感受到這個變化的可能性。

因此，儘管引力波擊中我們會讓我們跳舞，也會讓我們的身體有形變，但是我們跳舞的幅度和身體的形變都實在是太小了，實際上是沒有任何可能察覺或者感覺到的。所以我們完全不需要擔心引力波擊中我們會有什麼實際的效果。

原載於：中科院高能所

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