近日，一條關(guān)于神秘引力波被發(fā)現(xiàn)的傳言正在迅速擴(kuò)散。美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)物理學(xué)家勞倫斯·克勞斯在社交網(wǎng)站推特上發(fā)布消息稱(chēng)自己收到可靠證據(jù)，美國(guó)激光干擾引力波觀測(cè)站（LIGO）已成功偵測(cè)引力波。媒體廣泛跟進(jìn)了這一消息，并稱(chēng)LIGO研究團(tuán)隊(duì)正收集數(shù)據(jù)撰寫(xiě)報(bào)告。若傳聞屬實(shí)，廣義相對(duì)論最重要的一項(xiàng)預(yù)測(cè)將得以證實(shí)，讓人類(lèi)進(jìn)一步揭開(kāi)宇宙奧秘。
自愛(ài)因斯坦在廣義相對(duì)論中預(yù)言了引力波的存在后，無(wú)數(shù)科學(xué)家日夜尋找，就是沒(méi)有找到。為此美國(guó)在列文斯頓和漢福德建造了兩個(gè)巨大的引力波探測(cè)器，如今十多年過(guò)去了，仍然沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。這使得引力波是否真的存在成為了一個(gè)縈繞在人們心中的未解之謎。
引力波為什么這么難找到？
引力波英文為gravity wave，也稱(chēng)為重力波。根據(jù)愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論，引力起源于質(zhì)量對(duì)空間的扭曲：物質(zhì)在時(shí)空中運(yùn)動(dòng)時(shí)，附近曲率會(huì)隨之改變；如果大質(zhì)量物體運(yùn)動(dòng)，例如兩個(gè)黑洞碰撞，所產(chǎn)生的曲率變化會(huì)像波一樣向外傳播，導(dǎo)致時(shí)空壓縮、伸展，這個(gè)現(xiàn)象就是引力波。簡(jiǎn)單地說(shuō)，引力波是巨大物體靠近時(shí)在宇宙中產(chǎn)生的一種特殊的“時(shí)空漣漪”，可以將其想象成在時(shí)空中的微小起伏。隨著引力波的傳播，它將拉伸或擠壓物體，但這些形變僅僅有亞原子量級(jí)（比原子更小的粒子、比原子更微觀的物質(zhì)層次）。因?yàn)槲⑿�，所以觀測(cè)起來(lái)非常不易。
具備物理學(xué)常識(shí)的人都知道萬(wàn)有引力無(wú)處不在，但是為何引力波卻難以探測(cè)呢？這是因?yàn)槿f(wàn)有引力實(shí)在太微弱了，只有當(dāng)質(zhì)量達(dá)到如太陽(yáng)、地球、月亮這樣的數(shù)量級(jí)，人們才能感覺(jué)到其存在，而重力波相比萬(wàn)有引力更加微弱，傳到地球時(shí)已幾乎消失，加上電訊干擾來(lái)源眾多，要想在當(dāng)中找出引力波的蹤影，猶如大海撈針。就連愛(ài)因斯坦當(dāng)年也認(rèn)為，引力波應(yīng)該是有，但要偵測(cè)到它恐怕是難之又難。
尋找引力波鬧過(guò)哪些烏龍？
自愛(ài)因斯坦預(yù)言引力波的存在以來(lái)，無(wú)數(shù)科學(xué)家和科研機(jī)構(gòu)前仆后繼地研究和觀測(cè)引力波，通過(guò)各種科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)法捕捉引力波的蹤跡。迄今為止，曾有不少科學(xué)家和科研機(jī)構(gòu)宣布檢測(cè)到了引力波，但最終都被證明是空歡喜一場(chǎng)。
最近一次的轟動(dòng)消息發(fā)生在2014年。2014年3月，美國(guó)航空航天局（NASA）的科學(xué)家們通過(guò)位于南極（選擇這里是因?yàn)榭梢员苊鈦?lái)自手機(jī)通訊、電視廣播以及其他日常電子產(chǎn)品的電波干擾）的BICEP2（Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization，宇宙銀河系外偏振背景圖像）望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到了引力波的相關(guān)信號(hào)，這是人類(lèi)首次探測(cè)到了在宇宙誕生之初的暴漲期中，證明引力波存在的直接證據(jù)。
消息一傳出，全世界都沸騰了，此發(fā)現(xiàn)被譽(yù)為是本世紀(jì)最具突破性的發(fā)現(xiàn)，幾乎被“認(rèn)定”能夠獲得下一個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)，但科學(xué)家們后來(lái)發(fā)現(xiàn)NASA觀測(cè)結(jié)果顯著只不過(guò)是因?yàn)橛衅渌?yīng)未排除，證實(shí)了這只是一場(chǎng)空歡喜，因?yàn)檫@些信號(hào)僅僅是宇宙中的星際塵埃而已。
早在1968年，美國(guó)物理學(xué)家Joseph Weber便聲稱(chēng)自己使用由一些巨大鋁氣瓶組成的神秘探測(cè)器檢測(cè)到了引力波，但隨后這被證明是錯(cuò)誤的。
尋找引力波真的一無(wú)所獲？
雖然在探索引力波的道路上，科學(xué)家們?cè)[出過(guò)一些烏龍，但也并非一無(wú)所獲。迄今為止，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)同的一次階段性的成果發(fā)生在1974年。
1974年，物理學(xué)家Hulse和Taylor花了幾個(gè)月時(shí)間跟蹤一個(gè)脈沖星（編號(hào)PSR 1913+16）發(fā)出的脈沖信號(hào)。他們發(fā)現(xiàn)這顆脈沖星與另一顆看不見(jiàn)的中子星一起圍繞著空間一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)脈沖信號(hào)，他們計(jì)算了兩個(gè)天體的質(zhì)量、旋轉(zhuǎn)軌道和它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌道，發(fā)現(xiàn)脈沖星的軌道周期（只有短短的7.75小時(shí)）隨著時(shí)間在衰減，而且其衰減方式在某種程度上與引力波輻射一致。天文學(xué)家認(rèn)為，這顆脈沖星損失的軌道能量正是以引力波的形式傳遞出去的，從而間接證明了引力波的存在。
雖然沒(méi)有直接證據(jù)能夠證明引力波的存在。但大多數(shù)業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，引力波是存在的，只是我們受各種局限未能檢測(cè)到而已。
美國(guó)《科學(xué)》雜志就曾預(yù)測(cè)，2016年有三大領(lǐng)域值得關(guān)注，其中之一就是引力波探測(cè)，并指出一些剛升級(jí)的探測(cè)器也許很快就能讓物理學(xué)家一睹引力波的真面目。
一位物理學(xué)專(zhuān)家向記者表示，盡管這次克勞斯教授被很多人批評(píng)為造謠、嘩眾取寵，但他還是愿意相信引力波的檢測(cè)已經(jīng)走在取得突破性進(jìn)展的路上。他樂(lè)觀地表示，如果科學(xué)家們能直接檢測(cè)到引力波，將為很多學(xué)者打開(kāi)一扇驗(yàn)證愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論是否正確的大門(mén)。同時(shí)，引力波方面的研究還將為人們對(duì)星星、銀河系和黑洞的認(rèn)知提供前所未有的新視角。
■延伸閱讀
宇宙的那些未解之謎
人類(lèi)對(duì)于宇宙的探索一直都未曾停止過(guò)，宇宙中是否有其他生命？UFO傳說(shuō)是否屬實(shí)？隨著科學(xué)家對(duì)宇宙研究的進(jìn)一步深入，越來(lái)越多的謎題也開(kāi)始呈現(xiàn)在我們眼前。
星系從何而來(lái)？
直到近日，科學(xué)家才得到關(guān)于恒星和行星是怎么形成的有力證據(jù)。不過(guò)，科學(xué)界還有著一個(gè)巨大的未解之謎，那就是星系到底從何而來(lái)？目前我們所知道的是：星系不是錯(cuò)落雜亂地分布在太空中，而是呈現(xiàn)集群存在。
關(guān)于星系的形成原因，科學(xué)家們分成了兩個(gè)陣營(yíng)。一部分科學(xué)家認(rèn)為星系是宇宙大爆炸中釋放出的氣體聚集在一起形成的；另外一部分則認(rèn)為宇宙大爆炸中釋放出的氣體變成了恒星和行星，它們?cè)谝Φ淖饔孟侣蹟n在相互的作用下形成了星系。但這兩種理論都還沒(méi)有被普遍接受。
有另外的宇宙嗎？
這是個(gè)一直頗受爭(zhēng)議性的問(wèn)題。雖然現(xiàn)代科學(xué)已經(jīng)證實(shí)了宇宙是多維度的。但是關(guān)于宇宙之外究竟是什么樣？目前大多數(shù)人普遍承認(rèn)的是膜宇宙理論，也就是說(shuō)我們存在于一個(gè)宇宙膜之內(nèi)，膜外也有著屬于自己的世界。
也有觀點(diǎn)認(rèn)為，存在無(wú)窮多個(gè)宇宙，每一個(gè)宇宙都有它的運(yùn)行規(guī)律，至于事實(shí)到底怎樣？這個(gè)謎也許只有等若干年后我們能夠親自去到另一個(gè)宇宙才能揭曉，但隨著宇宙是不斷膨脹的，這個(gè)答案或許很難知曉了。
暗物質(zhì)是什么？
根據(jù)愛(ài)因斯坦的公式“E=MC2”，我們可以得出宇宙中只有4%的物質(zhì)。那么宇宙中的其他物質(zhì)到哪里去了？科學(xué)家的解釋是它們以暗物質(zhì)的形式存在著。有人猜測(cè)暗物質(zhì)是中性微子，有人指出暗物質(zhì)是弱相互作用大質(zhì)量粒子，還有人認(rèn)為暗物質(zhì)是惰性中微子……暗物質(zhì)的性質(zhì)和成分究竟是什么迄今還是天體物理領(lǐng)域的一個(gè)難解謎團(tuán)。
暗能量如何作用？
暗能量是宇宙中最神秘的事物之一，科學(xué)家認(rèn)為暗能量與宇宙加速膨脹有關(guān)，能夠解釋遙遠(yuǎn)的星系、星系團(tuán)為什么會(huì)距離我們?cè)絹?lái)越遠(yuǎn)。數(shù)學(xué)計(jì)算表明，暗能量占據(jù)了我們宇宙74%的質(zhì)能，抵消了星系間大質(zhì)量物質(zhì)形成的強(qiáng)大引力，使宇宙加速向外膨脹。但是目前我們還沒(méi)有確鑿的證據(jù)來(lái)解釋暗能量的作用。
白洞是否真的存在？
愛(ài)因斯坦用數(shù)學(xué)證明了黑洞的存在。隨著技術(shù)的進(jìn)步，目前人類(lèi)也已經(jīng)找到了幾個(gè)黑洞，不過(guò)讓人沒(méi)想到的是，愛(ài)因斯坦的方程式竟然還能證明白洞的存在。
與黑洞不一樣，白洞主動(dòng)向外部釋放物質(zhì)和能量，是時(shí)間呈現(xiàn)反轉(zhuǎn)的黑洞。黑洞吞噬吸收的物質(zhì)，最終會(huì)在白洞的釋放下出現(xiàn)在另外一個(gè)宇宙，它們是相通的。不過(guò)這只是理論，事實(shí)到底如何，還有待科學(xué)家考究。
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