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          本文作者胡一鳴是LIGO科學合作組織成員。胡一鳴曾任南大天文愛好者協會會長，目前是德國馬克斯-普朗克引力物理研究所、清華大學博士后，研究引力波。

10億年以前，地球。

超級大陸羅迪尼亞大陸剛剛形成，地球上的生命大多數還是以單細胞的形式存在，部分生活在菌叢中，開始有分工分化，形成第一棵多細胞植物。沒有人類，沒有哺乳動物，連恐龍都還沒有影子。

10億年以前，宇宙深處。

通過分析數據，估計的信號來源的概率分布圖。

兩個巨大的黑洞在經歷了漫長的繞轉以后，通過引力波輻射能量，越轉越近。長年累月的公轉，已經讓它們不堪重負，能量的損耗也在日漸加快。最后，它們終于放棄了抵抗，猛地撞到了一起。這兩個黑洞消亡了。一個更巨大的新黑洞，誕生了，伴隨著時空中被攪動的滔天巨浪，那是它這一生也許是唯一一次的啼哭。這個新生兒的第一聲哭喊，以光的速度飛速向外傳播……

巨浪變成了浪花……

歲月無聲。

浪花化作漣漪……

經過10億年的漫長旅行，一小部分引力波信號終于抵達了地球。地球其實并沒什么特殊的，對引力波來說，物質幾乎是透明的，穿過地球和穿過真空，并沒有什么太大的差別。正如之前穿過這個普通行星的億萬次引力波信號一般，這一個信號沒有任何的特別之處。

唯一的特殊在于，這一次，那些單細胞生命演化成了人類，他們研究出了數學和物理，搗鼓出了相對論和激光，還用激光編制出一張捕捉引力波的網。

雁過留痕。時空的漣漪，在不經意間撥動了激光編制的琴弦。

LIGO 漢福德臺址鳥瞰。圖片來源：LIGO Laboratory/Corey Gray

于是，2015年9月14日，我的郵箱里收到了一封內部郵件，Event G184098。郵件里描述了實時分析數據的軟件得到了一個顯著性極高的候選對象。后來，它換了個名字，GW150914，在15年9月14日探測到的引力波（GW）。

這張捕捉引力波的網，叫做advanced LIGO，高新激光干涉儀引力波天文臺，而參與建造、維護儀器，分析數據的1000多位科學家，組成了一個叫做LIGO科學合作組織的科研團隊。

LIGO科學合作組織的成員單位一覽。圖片來源：LSC。

100年前，那個依然英俊的青年愛因斯坦經過十年的苦思憫想，參悟了時空和引力的本質，寫下了劃時代的公式。那個簡潔美妙的公式，被后世的另一個才華橫溢的學者約翰·惠勒總結為：時空命令物質如何運動，而物質引導時空如何彎曲。

100年后，經過幾代科學家一個世紀的不懈努力，我們終于站在一個新時代的全新起點，迎來了人類探測到的第一個引力波信號。

LIGO科學合作組織的1000多名科學家在接下來的日子里忙壞了，分布全球的多個超級計算機開足了馬力，想要將那一段短短數秒的信號背后的物理全部挖掘出來。慢慢的，如同盲人摸象般，我們開始一層層解開這一引力波信號的面紗。

上圖：兩個探測器所觀測到的GW150914引力波事件。該圖展示了在兩個LIGO探測器中觀測到的由該事件產生的引力波“應變”如何隨時間（秒）和頻率（赫茲）變化。圖片來源：LSC/Virgo collaboration

我們知道，這個信號，先經過利文斯頓，再經過漢福德，兩個探測器，相隔7毫秒，留下了幾乎一模一樣的波形。所以可以確定信號來自南天球。

我們知道，信號在0.2秒的時間從35赫茲躥升到150赫茲。 這是兩個極重的恒星級別黑洞的并合，其中一個是太陽質量的29倍，另一個是太陽質量的36倍。在這短短的一眨眼間，有大約3倍于太陽質量的物質通過愛因斯坦的質能方程E=mc^2轉化為了能量。

我們知道，這一過程的峰值功率為3.6x10^49 瓦，十倍于整個可觀測宇宙的電磁波能量總和。如果這些能量以可見光的形式傳播，那么即使是遠在十億光年之外的地球上，它的亮度也會輕松超過滿月。

我們知道，在穿越地球時，“他強由他強，清風拂山崗；他橫由他橫，明月照大江”，引力波來無影去無蹤，地球所吸收的能量，僅僅是10^-17焦，或者說相當于一個X射線光子的能量。

我們知道，它大約來自13億光年以外，所以正應了星球大戰的開篇：很久很久以前，一個很遠很遠的星系發生的驚心動魄的故事。

時空交錯而成的池塘上，由于這一對黑洞的攪動，吹皺了一池春水。對于天文學家來說，這點點漣漪意味著我們有了黑洞存在的強有力證明：在并合之前的一瞬間，在如此小的間距內聚集著如此巨大的質量，除了黑洞實在是不做他想；它也意味著我們第一次觀測到了雙黑洞系統的存在；我們也確定了這種系統可以在足夠短的時間（10億年，對，足夠短了）內并合；我們可以估算這一類時間的發生率，事實上，整個宇宙每時每刻都有黑洞雙星并合，根據LIGO的數據，每15分鐘就應該有一個引力波到達地球，當然，絕大部分都太過微弱而掩埋在噪聲中；腦洞開得大一些，我們還可以這黑洞系統來自低金屬豐度的前身星，其恒星風較弱，所以沒帶走太多質量。

一葉知秋，通過這短短數秒的信號，讓上千名科學家在幾個月的時間里忙壞了。我們今天終于驕傲地向世人宣布引力波的首次直接探測。多少人，多少年的期待，終于變成了現實。今天，雷納·韋斯、基普·索恩和羅納德·德雷弗的案頭上，大概會有人倒上一杯香檳。來自斯德哥爾摩的電話，多半也已經在籌劃。

這是一個偉大的時代，電磁波望遠鏡是人類的眼睛，看到這五彩繽紛的宇宙奇異瑰麗的美景；引力波探測器則是人類的耳朵，人類以前就像是聾子，現在終于可以聆聽宇宙的呢喃。2015年9月14日，值得載入史冊的一天。

這小小的時空的漣漪，無聲無息地如鬼魅般穿過地球，對科學家來說卻不亞于驚天巨雷。正如馬克斯-普朗克引力物理研究所所長布魯斯·艾倫所說：“愛因斯坦當初認為引力波太過微弱而無法探測，而他也從未相信過黑洞的存在。不過，我想他并不介意自己在這些問題上弄錯了。”聽到這個消息，愛因斯坦大概也會“垂死病中驚坐起，笑問客從何處來”吧。

然而，這段穿越地球的經歷對那十億年前出發的引力波來說僅僅是個小插曲，它將繼續著它的旅程，前往下一個遠方。

時空的漣漪，向遠處蕩開……

后記：作為一個天文愛好者，我時常仰望星空。寫下這段文字的時候，我不禁聯想， 相對于這漫天星空，人類無論從質量，密度，尺度，溫度還是從壽命來看，都渺小得無以復加，我們日常生活中所煩惱憂愁或喜極而涕的各種大事，在宇宙看來都不值一哂。然而正是由于插上了科學的翅膀，這渺小的人類可以嘗試理解宇宙，把自己和這宏大的天體融合在一起。通過天文學，人類可以認識到自己的渺小，這不是讓人無力，而是給人以“天地一沙鷗”的豁達。我時常慶幸自己何其幸運，能參與到這一科學探索的偉大歷史中，做出自己些微的貢獻。而在屏幕另一端的你，也處在一個幸運的時代，用你的電腦，一樣可以為引力波的搜索做貢獻！引力波的種類有很多，LIGO的科學目的除了探測來自致密雙星并合的信號外，也會搜索來自銀河系內的中子星的連續信號。這個搜索由于需要大量計算資源，哪怕用上LIGO自己的超級計算機也不夠，所以常年征求志愿者貢獻CPU時間，只需要登錄http://www.einsteinathome.org/，你就可以下載Einstein@Home的程序，用你電腦的閑暇時間的空余CPU，處理來自LIGO的數據，搜索時空的漣漪。