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　　大年初四，2016年2月11日，注定是不平凡的一天!北京時間23點30分，美國國家自然科學(xué)基金會攜加州理工、麻省理工和LIGO科學(xué)合作組織(LSC)的專家向全世界宣布：美國的LIGO(激光干涉引力波觀測站)首次直接探測到了引力波。

　　引力波是什么

　　引力波的基礎(chǔ)理論來自廣義相對論中的引力輻射理論，相對論中預(yù)言了引力波會產(chǎn)生于強(qiáng)引力場的天體事件。

　　引力波與電磁波不同，比如引力波無法通過電磁輻射直接觀測，引力波與宇宙中物質(zhì)的相互作用是非常微弱的，可以傳播至很遠(yuǎn)的宇宙空間。

　　引力波探測器LIGO

　　激光干涉引力波天文臺(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory，縮寫為LIGO)，在美國的華盛頓漢福德與路易斯安娜州之間有兩個探測器，呈現(xiàn)L型排列，利用邁克耳遜干涉儀原理測量引力波。

　　L型測量臂很長，達(dá)到4公里，兩個測量臂垂直排列，兩端各有反射鏡面。科學(xué)家認(rèn)為激光在測量反射臂上來回反射，如果干涉條紋發(fā)生了變化，就說明探測到了引力波事件。

　　2005年之后，激光干涉引力波天文臺再次進(jìn)行了升級，使用更高功率的激光器和避震措施，降低誤差。

　　根據(jù)現(xiàn)在已有的消息，造成此次探測到的引力波是兩個分別為29倍太陽質(zhì)量與36倍太陽質(zhì)量的黑洞，并合形成一個62倍太陽質(zhì)量的黑洞，最終成為Kerr黑洞。傳播速度跟光速一致!

　　在兩個黑洞相互接近繞轉(zhuǎn)的過程中，根據(jù)廣義相對論的數(shù)學(xué)物理推導(dǎo)，這是一個隨時間變化的四極矩，因此會不斷朝外輻射引力波，而引力波的輻射會把兩個黑洞之間的引力勢能降低，所以兩個黑洞的距離會變小。

　　這是一個典型的正反饋過程，隨著兩個黑洞的距離變小，它們之間相互繞轉(zhuǎn)的頻率會變得更快，就好像是在舞池上的兩個芭蕾舞演員，最后他們會抱在一起——這就是兩個黑洞碰撞并合在了一起，這一過程會放出大量的引力波能量。

　　這一輻射的能量有多大，通過愛因斯坦的著名質(zhì)能方程E=MC²計算可知，這相當(dāng)于數(shù)以億億億億計的原子彈同時爆炸，其威力相當(dāng)驚人，整個空間都在顫動。這一顫動也在13億年后傳到了地球——這就是目前LIGO探測到的引力波。

　　發(fā)現(xiàn)引力波意味著什么

　　從科學(xué)意義上看，引力波可以直接與宇宙大爆炸連接。廣義相對論中預(yù)言的引力波也可以產(chǎn)生于宇宙大爆炸中，這就是說大爆炸之初的引力波在137億年后的今天仍然可以探測到。

　　一旦我們發(fā)現(xiàn)了宇宙大爆炸時期的引力波，就可以揭開宇宙的各種謎團(tuán)，甚至了解宇宙的開端和運行機(jī)制。

　　在電磁波被發(fā)現(xiàn)100多年以后的今天，引力波被找到了。它是唯一可以在高維時空中傳遞的波，這點與電磁波完全不同，對引力波的深入研究可以帶給我們對大尺度時空結(jié)構(gòu)信息的全面深入了解。