科学家们说，他们已经证明了引力波的存在，引力波是由在宇宙中运动的物体在时空中产生的涟漪。如果是真的，这是第一次直接测量这些波，标志着几十年来最大的科学发现之一。但之前也出现过一些假警报。

如果这是真的，它标志着几十年来最大的科学发现之一

这一发现是由组成激光干涉仪引力波观测站（LIGO）科学合作的一大群研究人员发现的。LIGO天文台于2015年9月14日接收到来自13亿年前合并的两个遥远黑洞的波信号。黑洞以每秒几圈的速度旋转，然后合并成一个巨大的爆炸，这个过程会产生巨大的引力波。这些波在到达地球的途中逐渐消失，需要精密的仪器，必须对地球上的任何干扰进行调整。尽管LIGO的观察结果具有开创性，但其他科学家需要仔细研究数据以确保其正确性。这项研究发表在今天的《物理评论快报》上。在接下来的几周和几个月里，还会有更多的研究。

作为广义相对论的一部分，爱因斯坦在1916年预言了引力波。找到它们将证实这一理论的很大一部分，同时也是朝着观察宇宙的新方法迈出的第一步。黑洞和中子星太暗，现代望远镜看不见，但研究人员也许能够测量它们产生的引力波。这将告诉科学家更多关于这些天体如何操纵引力的信息，甚至可能导致我们发现我们从未想过的新天体和新概念。”“这不仅仅是我们在验证一个理论，”美国宇航局的天体物理学家Ira Thorpe说，他没有参与LIGO这其中真正重要的部分是它为我们提供了一个全新的工具来理解我们的宇宙。”

也就是说，假设今天的发现是正确的。科学家们以前对引力波的看法有几次是错误的。上世纪60年代，美国物理学家约瑟夫·韦伯（Joseph Weber）声称他探测到了引力波，但由于没有人能再现引力波，他的发现遭到了质疑。2014年，一个在南极附近使用BICEP2望远镜的研究小组说，他们通过研究早期宇宙发现了海浪的证据；然而，他们的结果却是来自宇宙尘埃。LIGO使用的工具非常容易受到外界干扰，这意味着今天的结果可能会受到地球上产生的干扰的影响。

科学家以前对引力波的看法是错误的

但就目前而言，今天是科学家庆祝的日子。”女士们先生们，我们探测到了引力波。我们做到了，”LIGO执行董事davidreitze在宣布这一发现的新闻发布会上说。他的宣言得到了在场科学家和新闻界的欢呼和掌声。”约翰霍普金斯大学（Johns Hopkins University）的理论物理学家马克•卡米昂科夫斯基（Marc Kamionkowski）在声明发布前对《边缘》（Verge）表示：“我们所猜测和推测的事情将成为详细研究的主题。”他们能察觉到这一点真是太神奇了。”

什么是引力波(gravitational waves)？

一位艺术家绘制了两个黑洞的引力波(美国宇航局）

爱因斯坦的广义相对论彻底改变了我们对宇宙的看法。最初，科学家认为空间和时间是两个固定的、独立的概念。但是爱因斯坦的理论把空间和时间结合在一起，形成了一个四维模型，叫做时空。时空也不是固定的。

爱因斯坦的理论彻底改变了我们对宇宙的看法

这个理论也改变了我们对引力的理解。根据牛顿物理学，宇宙中的所有物体都是与生俱来相互吸引的。爱因斯坦提出物体实际上扭曲了它们周围的时空，从而产生了引力“引力”。球使毛毯弯曲，在织物上留下印记。行星和恒星是保龄球；时空就是毯子。现在，想象一下把一块大理石滚到毯子上，上面有保龄球。大理石将沿着毯子的曲线向下朝向球。像小行星这样的小天体在接近更大质量的物体时表现得像大理石：它们沿着大天体所创造的时空曲线运动。

当物体在宇宙中运动时，它们也会扭曲时空。这会产生涟漪：引力波。从人到超大质量黑洞的每一个物体的运动都会产生引力波。

引力波通常非常微弱

科学界的大多数人都相信引力波的存在，但从来没有人证明过。这是因为引力波的信号通常非常微弱。”“当我们移动时，引力波非常微弱，实际上是零，”Kamionkowski说地球绕着太阳转产生了引力波信号，但它仍然非常非常微弱。”

但是物体的质量越大，产生的波就越大。像黑洞或中子星这样高速运动的超致密物体可以产生足够大的引力波，在地球上可以测量到。所以这就是LIGO的科学家们的目标。

利戈

LIGO合作在路易斯安那州和华盛顿州有两个观测站，均由国家科学基金会资助。每个设施的形状都像一个巨大的“L”L的“手臂”是两根真空密封管，长2.5英里，两端各有镜子。这些镜子用来测量引力波是如何扭曲时空的。当引力波经过时，一面镜子靠近，另一面镜子后退；科学家通过反射镜上的激光来测量这种现象。激光从反射镜上反弹所需时间的变化表明存在引力波。

来自黑洞的引力波测量值也被转换成了可听的形式，LIGO称之为“啁啾”。正是当黑洞合并时，产生的引力波的频率增加，直到碰撞的那一刻。作为一种声音，这个乐章变成了一个高调的音符，很快就提高了八度。在下面的录音中可以感觉到啁啾声。科学家改变了它的频率，这样更容易听到。

引力波只改变了LIGO仪器的万分之一质子大小。这意味着地球并不是寻找海浪的理想地点，因为人或交通的移动可能会造成干扰。例如，LIGO不断得到的“读数”实际上是汽车从附近的一个路面上碾过的结果。

LIGO的测试质量镜之一(利戈）

但是LIGO已经尝试去适应可能的干扰。这个合作组织甚至有三个成员专门处理数据。这些科学家故意**假信号，以确保合作能够辨别出真实的测量结果。利戈曾一度准备宣布，他们根据其中一个假读数探测到了引力波。当研究小组发现数据被篡改时，他们不得不从头再来。

前进

一位艺术家绘制了太空中LISA引力波探测器的样子(美国宇航局）

如果LIGO的测量结果成立，这项合作可能会产生自己的连锁反应——在科学界内部产生连锁反应。引力波提供了研究不发光物体的方法——这可能意味着更多的研究机构可能会投资于探测它们的方法。”当射电望远镜第一次被发现时，我们发现了所有这些我们以前从未知道的强大射电源我们有了新的眼睛来观察天空。”

引力波探测可以超越地球进入太空

很可能，引力波探测将超越地球进入太空。索普目前正在执行“丽莎探路者”任务，这是美国航天局和欧洲航天局的合作项目。该项目于去年12月发射了一艘航天器，以测试未来天基引力波探测器所需的技术。索普说，通过在太空中工作，与地球有关的扰动不是问题。此外，还有更大的工作空间：空间探测器可以利用数百万英里长的激光束来探测引力波的运动。”通过进入太空，我们真的可以利用这样一个事实，即我们可以使我们的探测器更大，”他说。

但实际上，这种技术还需要几十年的时间。但索普说，今天的发现将有助于推动类似丽莎探路者任务的努力。”像LIGO这样的项目的成功将激励我们继续努力。”

米里亚姆·尼尔森导演的视频。