科學家們說，他們已經證明瞭引力波的存在，引力波是由在宇宙中運動的物體在時空中產生的漣漪。如果是真的，這是第一次直接測量這些波，標志著幾十年來最大的科學發現之一。但之前也出現過一些假警報。

如果這是真的，它標志著幾十年來最大的科學發現之一

這一發現是由組成鐳射干涉儀引力波觀測站（LIGO）科學合作的一大群研究人員發現的。LIGO天文臺於2015年9月14日接收到來自13億年前合併的兩個遙遠黑洞的波訊號。黑洞以每秒幾圈的速度旋轉，然後合併成一個巨大的爆炸，這個過程會產生巨大的引力波。這些波在到達地球的途中逐漸消失，需要精密的儀器，必須對地球上的任何干擾進行調整。儘管LIGO的觀察結果具有開創性，但其他科學家需要仔細研究資料以確保其正確性。這項研究發表在今天的《物理評論快報》上。在接下來的幾周和幾個月裡，還會有更多的研究。

作為廣義相對論的一部分，愛因斯坦在1916年預言了引力波。找到它們將證實這一理論的很大一部分，同時也是朝著觀察宇宙的新方法邁出的第一步。黑洞和中子星太暗，現代望遠鏡看不見，但研究人員也許能夠測量它們產生的引力波。這將告訴科學家更多關於這些天體如何操縱引力的資訊，甚至可能導致我們發現我們從未想過的新天體和新概念。”“這不僅僅是我們在驗證一個理論，”美國宇航局的天體物理學家Ira Thorpe說，他沒有參與LIGO這其中真正重要的部分是它為我們提供了一個全新的工具來理解我們的宇宙。”

也就是說，假設今天的發現是正確的。科學家們以前對引力波的看法有幾次是錯誤的。上世紀60年代，美國物理學家約瑟夫·韋伯（Joseph Weber）聲稱他探測到了引力波，但由於沒有人能再現引力波，他的發現遭到了質疑。2014年，一個在南極附近使用BICEP2望遠鏡的研究小組說，他們透過研究早期宇宙發現了海浪的證據；然而，他們的結果卻是來自宇宙塵埃。LIGO使用的工具非常容易受到外界幹擾，這意味著今天的結果可能會受到地球上產生的幹擾的影響。

科學家以前對引力波的看法是錯誤的

但就目前而言，今天是科學家慶祝的日子。”女士們先生們，我們探測到了引力波。我們做到了，”LIGO執行董事davidreitze在宣佈這一發現的新聞釋出會上說。他的宣言得到了在場科學家和新聞界的歡呼和掌聲。”約翰霍普金斯大學（Johns Hopkins University）的理論物理學家馬克•卡米昂科夫斯基（Marc Kamionkowski）在宣告釋出前對《邊緣》（Verge）表示：“我們所猜測和推測的事情將成為詳細研究的主題。”他們能察覺到這一點真是太神奇了。”

什麼是引力波(gravitational waves)？

一位藝術家繪製了兩個黑洞的引力波(美國宇航局）

愛因斯坦的廣義相對論徹底改變了我們對宇宙的看法。最初，科學家認為空間和時間是兩個固定的、獨立的概念。但是愛因斯坦的理論把空間和時間結合在一起，形成了一個四維模型，叫做時空。時空也不是固定的。

愛因斯坦的理論徹底改變了我們對宇宙的看法

這個理論也改變了我們對引力的理解。根據牛頓物理學，宇宙中的所有物體都是與生俱來相互吸引的。愛因斯坦提出物體實際上扭曲了它們周圍的時空，從而產生了引力“引力”。球使毛毯彎曲，在織物上留下印記。行星和恆星是保齡球；時空就是毯子。現在，想象一下把一塊大理石滾到毯子上，上面有保齡球。大理石將沿著毯子的曲線向下朝向球。像小行星這樣的小天體在接近更大質量的物體時表現得像大理石：它們沿著大天體所創造的時空曲線運動。

當物體在宇宙中運動時，它們也會扭曲時空。這會產生漣漪：引力波。從人到超大質量黑洞的每一個物體的運動都會產生引力波。

引力波通常非常微弱

科學界的大多數人都相信引力波的存在，但從來沒有人證明過。這是因為引力波的訊號通常非常微弱。”“當我們移動時，引力波非常微弱，實際上是零，”Kamionkowski說地球繞著太陽轉產生了引力波訊號，但它仍然非常非常微弱。”

但是物體的質量越大，產生的波就越大。像黑洞或中子星這樣高速運動的超緻密物體可以產生足夠大的引力波，在地球上可以測量到。所以這就是LIGO的科學家們的目標。

利戈

LIGO合作在路易斯安那州和華盛頓州有兩個觀測站，均由國家科學基金會資助。每個設施的形狀都像一個巨大的“L”L的“手臂”是兩根真空密封管，長2.5英里，兩端各有鏡子。這些鏡子用來測量引力波是如何扭曲時空的。當引力波經過時，一面鏡子靠近，另一面鏡子後退；科學家透過反射鏡上的鐳射來測量這種現象。鐳射從反射鏡上反彈所需時間的變化表明存在引力波。

來自黑洞的引力波測量值也被轉換成了可聽的形式，LIGO稱之為“啁啾”。正是當黑洞合併時，產生的引力波的頻率增加，直到碰撞的那一刻。作為一種聲音，這個樂章變成了一個高調的音符，很快就提高了八度。在下麵的錄音中可以感覺到啁啾聲。科學家改變了它的頻率，這樣更容易聽到。

引力波只改變了LIGO儀器的萬分之一質子大小。這意味著地球並不是尋找海浪的理想地點，因為人或交通的移動可能會造成幹擾。例如，LIGO不斷得到的“讀數”實際上是汽車從附近的一個路面上碾過的結果。

LIGO的測試質量鏡之一(利戈）

但是LIGO已經嘗試去適應可能的幹擾。這個合作組織甚至有三個成員專門處理資料。這些科學家故意**假訊號，以確保合作能夠辨別出真實的測量結果。利戈曾一度準備宣佈，他們根據其中一個假讀數探測到了引力波。當研究小組發現資料被篡改時，他們不得不從頭再來。

前進

一位藝術家繪製了太空中LISA引力波探測器的樣子(美國宇航局）

如果LIGO的測量結果成立，這項合作可能會產生自己的連鎖反應——在科學界內部產生連鎖反應。引力波提供了研究不發光物體的方法——這可能意味著更多的研究機構可能會投資於探測它們的方法。”當射電望遠鏡第一次被髮現時，我們發現了所有這些我們以前從未知道的強大射電源我們有了新的眼睛來觀察天空。”

引力波探測可以超越地球進入太空

很可能，引力波探測將超越地球進入太空。索普目前正在執行“麗莎探路者”任務，這是美國航天局和歐洲航天局的合作專案。該專案於去年12月發射了一艘航天器，以測試未來天基引力波探測器所需的技術。索普說，透過在太空中工作，與地球有關的擾動不是問題。此外，還有更大的工作空間：空間探測器可以利用數百萬英里長的鐳射束來探測引力波的運動。”透過進入太空，我們真的可以利用這樣一個事實，即我們可以使我們的探測器更大，”他說。

但實際上，這種技術還需要幾十年的時間。但索普說，今天的發現將有助於推動類似麗莎探路者任務的努力。”像LIGO這樣的專案的成功將激勵我們繼續努力。”

米里亞姆·尼爾森導演的影片。