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科普知识 科学之瑰丽壮观，它所有的迷人之处，是简洁、优美、可以理解。 爱因斯坦又对了！ 在这位大科学家提出引力波的预言百年之后，科学家11日宣布，人类首次直接探测到了引力波。这是人类第一次能够“听”到宇宙的“声音”。 倾听宇宙的“声音” 　　在一片嘈杂的背景噪音中，一声“噗”的清脆声响，如水滴落水，持续时间短暂得不到1秒，这正是由引力波转化成的宇宙之声。当天在华盛顿召开的记者会上，美国“激光干涉引力波天文台”（LIGO）科学家现场播放了来自宇宙的“声音”。 　百年来，科学家们对引力波的探测未曾停歇，但举步维艰。 引力 引力并不是一种“力”，它是一种属性， 我们生存的宇宙空间（严格来说是时空，时间空间互相影响，不可分割）的一种几何特性。 一开始，我们认为空间是独立于任何东西存在的。就像一个空旷的舞台，没人的时候存在，有人的时候也存在，台上会有各种表演，或者堆满了各式“道具”，而无论上面发生了什么，都是表演者和道具的事，舞台不受影响； 理所当然，单纯依靠人类经验会认为，空间是我们栖身的地方，无论在地球还是在宇宙，“舞台”本身是永恒的独立存在。后来，科学家发现“舞台”并不是不受任何影响，“舞台”会因有质量物体的存在而“弯曲”。 引力波 引力波不是一般意义上的“波”，而是空间持续的扭曲震荡。 空间可以被扭曲，因为有质量物体的存在。那超大质量物体，可以把空间扭曲到什么程度？ 黑洞这种理论预言存在的天体，可以把空间扭曲成一个“无底洞”，任何东西只要“掉进去”就再也出不来。 爱因斯坦的广义相对论（GR）在1915年提出、于1916年发表，这是关于引力场中物质运动的规律描述， 而引力场是控制宇宙万物的四个基本相互作用之一， 有物质就有引力场。 诸如， 地球上的苹果为什么下落？为什么月球围绕地球、地球围绕太阳运动？这些就是案例万有引力现象。牛顿引力定律只是低速度描述引力场的近似，而爱因斯坦给出更加完美的方程； 牛顿无法给出引力波概念， 因为其方程不能提供辐射的解。类比电磁波，有助我们概念的简化，现象生动理解引力波的含义。 GR的引力场方程可以获得如同电磁场一样的传播解， 其波动传播速度是光速， 依此爱因斯坦预言了引力波的存在。 如果两个黑洞，互相旋转，持续不断扭曲周围的时空，就可以引发时空震荡。而时空震荡，就是引力波。 发现引力波的意义 英国著名理论物理学家斯蒂芬·霍金表示：“引力波提供了一种人们看待宇宙的全新方式。（人类）探测到引力波的这种能力，很有可能引发天文学革命。” 假如借助引力波通讯技术，接收高智慧的外星人信息，人类获得更多宇宙的知识，他们将教会我们如何到宇宙深处找到新的家园，逃离地球的险恶环境。 在21世纪， 我们可能“倾听”外星人的引力波“歌唱”，或许未来与外星人汇合。 引力波可以类比百年前的人类发现电磁波。人类科学研究从电磁波时代进入引力波时代，我们将从全新的探测窗口倾听宇宙的“歌唱”。电磁波的应用与开发产生了无线电通讯，这彻底改变了人类交流与沟通方式，进一步引发今天的信息革命时代来临。一旦未来的引力波通讯技术开发成功，可能引导人类进行跨越星际的交流，帮助人类尽早走出地球家园。 引力波研究专家马寅哲说，天文学的发现几百年以来主要靠电磁光谱的测量，射电、光学、红外、X射线等天文观测手段均是在收集光，靠“看”观测宇宙。引力波的发现则将从“听”这一完全不同的角度进行天文观测，引力波天文学这一学科的大门彻底被打开。引力波将成为检验爱因斯坦相对论、探测黑洞质量、测量宇宙距离等基本问题的新窗口。 美国宾夕法尼亚州立大学科学家查德·汉娜说，我们无法预测引力波天文学将如何改变对宇宙的基本认知，就像伽利略用他的小望远镜预测不了哈勃太空望远镜展现给我们的宇宙那样， “我们可以预期的是，100年后我们的后辈所知道的将与我们所知道的有天壤之别”。 * 引力与引力波 美国路易斯安那州利文斯顿市 激光干涉引力波探测器（LIGO） *