引力波的探测，开启多信使天文新时代

2015年9月14日，这是一个载入人类科学史的大日子。这一天人类首次探测到了引力波。

就在一百年前，科学巨匠爱因斯坦提出了广义相对论。这一理论的横空出世，彻底改变了世界。它对时空的重新定义，是现代物理学的一大支柱。随之而来的，就是各种各样神奇的推论：光线会被大质量的天体偏折，引力会让时间变慢，引力红移现象，宇宙中有看不见的天体黑洞等等。这些看似不可思议的预言在随后的几十年纷纷得到了实验的证实。

唯独引力波难觅芳踪，它甚至被誉为相对论缺失的最后一块拼图。

引力波，时空弯曲中的涟漪，通过波的形式从辐射源向外传播，以引力辐射的形式传输能量。

简而言之，它就像水波一样。当我们朝平静的湖面扔一块大石头。在石头入水的地方，会出现一圈圈的波纹慢慢向外扩散。如果我们把湖面想象成时空之网，当网受到大力冲击时，就会出现向外扩散的涟漪，这就是引力波。原理很好理解，可是要实实在在检测到它，又是另外一回事了。

你，我在走路、跑步、打球时，都会产生引力波，但这十分的微小，根本检测不到。

只有宇宙中的大动静，才能产生足以让人类检测到的引力波，比如两个大质量黑洞的合并。

13亿年前，一个29倍太阳质量的黑洞和一个36倍太阳质量的黑洞，相互围绕，逐渐靠拢。最后，合并成了一个62倍太阳质量的黑洞。这个新兴的黑洞高速地旋转着。在合并过程中，亏损了3个太阳的质量，这部分质量以强大的引力波形式释放到宇宙中。

人类为了抓住这一次检测到引力波的机会，一代代科学家为之不懈奋斗，追赶的脚步一刻也未敢停歇。

早在上世纪60年代，美国物理学家约瑟夫·韦伯就利用共振原理制成了他的引力波探测仪器——“韦伯棒”。这是一个直径1米、长2米、约重1吨的圆筒。工作时，把它用钢丝悬在安静的地方，如果有引力波经过，圆筒会发生共振，在圆筒内安装有灵敏的电压感应器，由此可以检测出引力波。

1968年，韦伯宣称他检测到了引力波，但是当学界再次对其进行验证时，却始终一无所获。

时间来到了90年代，麻省理工学院与加州理工学院在美国科学基金会的资助下，开始联合建设“激光干涉引力波天文台”（LIGO）。其原理就是，在仪器内发射两束激光，如果这两束光走过的路程一样长，那它们重逢时，出现的干涉条纹中间是明亮的。如果这两束光走过的路程不一样长，出现的干涉条纹中间会变暗。也就是说，把引力波经过时所造成的长度变化，转化为激光干涉结果的光线明暗变化。

在开始的几年，LIGO没有探测到引力波的信号。接下来的几年仍一无所获。但是LIGO团队没有气馁，一次一次地升级改造，不断地加长探测臂，以提高灵敏度。

我们人类做好了一切准备。终于，在2015年9月14日，13亿年前两个黑洞合并所产生的引力波如约而至。

历时百年，我们终于探测到了引力波。广义相对论最后一块拼图终于找到了。

从此，人类有了一种全新的方式探索宇宙。

在以前，我们探索宇宙是用光学望远镜，即最传统的伽利略式望远镜这就很容易受阴天、大雾、雷雨等不利气象条件的影响。

时间来到了上世纪30年代，一种全新的观测手段出现了——射电望远镜。

射电望远镜通过接收来自宇宙深处的电磁波，然后通过镜面反射，同相到达公共焦点。“大锅盖”或许是我们对射电望远镜最深刻的印象吧。当“大锅盖”收集到了信号后，通过线缆把数据传送到后方控制室做进一步记录、处理，供后期研究。

引力波的成功探测，就类似射电望远镜之于光学望远镜的意义。我们可以用全新的观测手段探索以前不曾触及到的宇宙现象了。比如大质量黑洞的合并，黑洞本身就是“看不见”的，要想观察它们的合并非引力波莫属。不止是对黑洞的探测，白矮星碰撞，中子星绕转，超新星爆发，伽马射线暴等。一切宇宙的大动静，我们都可以用引力波一窥究竟。而且引力波是时空本身的震荡（涟漪），不需要传播介质。引力波还可以几乎不受阻挡的穿过行进途中的任何天体，这样就可以携带更多的“原始数据”。

回望我们人类使用射电望远镜后，那一个个惊人的大发现。引力波必将会解答人类更多的宇宙本源之谜。

话音刚落，捷报已至！

2015年12月26日，LIGO再次探测到了一个引力波信号。

2016年2月11日，LIGO和欧洲引力波探测团队Virgo合作，探测到双黑洞合并的引力波信号。

2017年10月16日，全球天文学界联合发布：人类首次直接探测到了由双中子星合并产生的引力波及其伴随的电磁信号，编号——GW170817。

这是人类首次使用引力波探测仪器和射电望远镜一起观测到同一天文奇观。它们的观测数据可以相互佐证、弥补不足。人类正式迈入多信使的天文新时代。

为此感到欢欣鼓舞的科学家，兴奋地说到：“人类不但听到了天体结合发出的美妙歌声，而且也看到了它们相爱迸发的烟花！”

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