引力波属于电磁波（引力波lisa）

很久很久以前，在宇宙深处，两颗巨大的恒星坍缩到一个无穷小的点，它们的超级引力场，也就是黑洞，在引力的作用下慢慢相互靠近。这两颗恒星的幽灵在圈内越走越近，直到大约13亿年前，它们以半光速的速度相互交织，最终融合在一起。这种合并向宇宙发出了颤栗，在交织的时空中产生的涟漪就是引力波。几个月前，它们抵达地球，物理学家首次有机会探测到引力波，填补了40多年的研究空白，打开了宇宙的新视野。

第一个发现引力波的人

引力波的发现标志着LIGO激光干涉引力波天文台1000多名物理学家工作的成功。LIGO是两个巨大的观测装置，分别位于华盛顿州的汉福德和路易斯安那州的利文斯顿。在被证实之前，寻找引力波的想法已经流传了几个月。2016年2月11日，在华盛顿特区举行的新闻发布会上，LIGO团队正式发布了这一消息。& ldquo我们做到了！& rdquo大卫&米德多特，LIGO的执行董事，帕萨迪纳加州理工学院的物理学家；瑞哲说:& ldquo围绕此事的传言大多是正确的。& rdquo

100年前，阿尔伯特& middot爱因斯坦预言了引力波的存在，但要直接探测到引力波需要令人难以置信的技术和搜索工作的历史积累。LIGO研究人员探测到的引力波将空间拉伸了10-21，引起了地球十万分之一的膨胀和收缩，这大约是一个原子核的宽度。这一观测以前所未有的准确性验证了爱因斯坦的广义相对论，并产生了黑洞存在的绝对证据。马里兰州巴尔的摩的约翰&米德多特公司；霍普金斯大学理论物理学家马克&米德多特；卡米扬科夫斯基说:& ldquo这项发现肯定会获得诺贝尔奖。& rdquo

LIGO观测这种微尺度空间拉伸的设备相当于一把超精密的尺子:两个臂长4000米的L型干涉仪。每只手臂末端的反射镜形成一个长长的谐振腔，波长精确的激光在两个反射镜之间来回弹跳，就像特定的音高在风琴中回荡。两束激光将在两臂的交叉处重叠。如果两束激光束在两臂上以不同的距离传播，它们的波形步调将会不一致，导致相互干扰。这样会造成一部分光从一个叫暗口的地方溢出，这是与波的波动同步的。

根据干涉现象，研究人员可以比较两臂在一个质子的万分之一宽度上的细微差别。这种灵敏度足以探测到经过时拉伸两臂长度不同的引力波。然而，为了观测到如此微小的变化，科学家们必须降低背景中的噪音，如隆隆的地震波、轻微的敲击交通的声音以及远处海岸线上海滩波浪的拍打声。

2015年9月14日，格林威治时间9点50分45秒，LIGO的自动操作系统刚刚检测到这样一个信号。振荡以每秒3 5 Hz的频率产生，加速至250 Hz，0.25秒后消失。频率的增加与两个旋转中的巨大天体碰撞产生的模式一致。位于路易斯安那和华盛顿的探测器接收信号的时间有0.007秒的延迟，这正好是引力波以光速扫过两个探测器之间距离的时间。

在一篇文章中，LIGO的研究人员表示，该信号在统计意义上超过了5个标准差，这是物理学家宣布新发现时常用的标准。Gabriela ·，LIGO科学联合会发言人，巴吞鲁日路易斯安那州立大学物理学家；冈萨雷斯说:& ldquo信号很强，可以在原始数据中看到。如果对数据进行过滤，就可以清楚地看到信号。& rdquo

对比计算机模拟的结果，科学家认为这个引力波信号来自两个质量分别是太阳29倍和36倍的黑洞。它们旋转，靠近，然后融合。德国汉诺威的马克思&米德多特；Bruce ·，LIGO普朗克引力物理研究所成员；艾伦说，只有由引力能构成并通过爱因斯坦的质能方程获得其质量的黑洞，才能把这么大的质量放进这么小的空间。艾伦说:& ldquo以前大家原则上可以争论黑洞是否存在，现在没必要了。& rdquo

黑洞的碰撞产生了肉眼不可见但能量相当惊人的爆炸。模型显示最终合并的黑洞质量达到太阳的62倍& mdash它比最初的总质量少了3个太阳。这些失去的质量以引力辐射的形式消失了。艾伦说:& ldquo1/10秒的碰撞时间释放的光比所有星系的所有恒星都要耀眼，但这只是引力波。& rdquo

加州理工学院引力波理论物理学家Kip & middot索恩在LIGO的发展中发挥了重要的领导作用。他认为，被称为伽马射线爆发的其他恒星爆炸也可以在瞬间使恒星变得矮小，但这两个黑洞合并时的爆炸创造了令人震惊的记录。索恩说:& ldquo这是除BIGBANG之外，人类探测到的最强大的爆炸。& rdquo

在探测到引力波信号后，LIGO的物理学家们尽了最大努力来防止消息泄露长达五个月之久。一般来说，研究团队的大部分工作人员都不知道信号的真假。LIGO会定期添加一个叫& ldquo盲注& rdquo测试仪器和保持研究人员警惕的假信号刺激。然而，2015年9月14日，物理学家们刚刚完成了一项历时5年、耗资2.05亿美元的仪器升级，盲注系统还没有开始运行。

然而，LIGO物理学家仍需要排除其他可能性，包括这次读取的信号是否是恶意骗局。瑞哲说:& ldquo我们花了大约一个月的时间来检查是否有人故意制造假信号。这次考察负担很重，而且是第一次探测到引力波，所以必须确认，容不得半点差错。& rdquo

证明引力波的存在可能不是LIGO最重要的礼物，因为之前已经有很多间接证据证实了这一点。真正让物理学家兴奋的是探测引力波能带来的科学前景。约翰& middot霍普金斯大学的理论物理学家Kamiyankoski说:& ldquo这一发现为观测大量天体遗迹打开了新的窗口。我们知道宇宙中有很多这样的物质，但是我们目前看到的只是一小部分。& rdquo

Kamiankowski还表示，这一观测也为检验广义相对论奠定了前所未有的基础。到目前为止，物理学家只在力相对较弱的情况下研究重力。有了这个发现，他们现在可以研究一些极端情况下的引力，也就是强引力，这是一个目前只有理论物理学家涉足的领域。在这个场中，引力场中的能量为天体贡献了大部分质量。

麻省理工的雷纳& middot韦斯说，双黑洞合并是广义相对论通过的第一个类似测试。雷纳& middotLIGO的创始人之一维斯说:& ldquo爱因斯坦理论推导出的结论和观测到的信号完全一样。在我看来，这是一个奇迹。& rdquo

雷纳& middot韦斯在纽约科学展上。

自从韦斯在1972年的一篇文章中描述了LIGO的设计以来，引力波的探测标志着几十年探索的高潮。1979年，美国国家科学基金会为麻省理工学院和加州理工学院的研发工作提供资金，LIGO于1994年开始建设。这些价值2.72亿美元的设备在2001年开始接收数据，但直到升级后，物理学家才捕捉到信号。

如果LIGO的发现应该被授予诺贝尔奖，那么谁应该获得呢？很多人认为维斯是最佳选择，但他本人并不认同。他说:& ldquo我不想去想它。如果LIGO获得了诺贝尔奖，那不应该是因为引力波被探测到了，因为赫尔斯和泰勒早在1974年就做到了。& rdquo在索恩看来，真正的赢家是& ldquo所有的实验者，从雷和罗恩开始& rdquo。

与此同时，其他发现可能很快就会到来:LIGO的研究人员仍在分析探测器在升级后的首次观测操作中获得的数据；LIGO计划在2016年7月恢复数据收集；意大利处女座研究团队也有望在2016年末启动改造后的处女座探测器。物理学家急切地等待下一个引力波。