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　　本报见习记者 张毅报道

　　近日，天文学界发布的一则“劲爆消息”，让许多科学家、天文学家、天文爱好者都为之振奋不已。北京时间6月16日凌晨1点，LIGO科学合作组织（位于美国的激光干涉仪引力波观测台）对外发布，观测到双黑洞并合导致的引力波信号：GW151226。引力波再次被发现。

　　事实上，这次事件发生在2015年12月26日，由两个分别为14.2和7.5个太阳质量的黑洞并合所引起。第一次直接探测到引力波信号，同样是由两个黑洞并合引发的。

　　科学家称，以前天文学只能借由电磁波进行观测，但很多物质靠电磁波观测是看不到的。现在测到引力波之后，可以借由引力波观测天体，比如黑洞、暗物质等，研究宇宙早期的结构和演化。这次探测进一步印证了爱因斯坦广义相对论的正确性，同时也是天文学的一个里程碑。

　　那么，引力波到底是什么？它为什么能让那么多科学家心潮澎湃？

　　引力波：时空的涟漪

　　欲了解引力波为何物，我们不得不先提到引力。著名物理学家爱因斯坦在其广义相对论中，就提出了关于引力和引力波的描述。

　　“爱因斯坦认为，我们人类生活在一个四维的时空里，而引力实际上是时空弯曲的表现，引力波则是时空弯曲中的涟漪。在某些特定环境之下，加速物体对时空曲率的影响随时间变化，并且能够以波的形式向外以光速传播。这种传播现象被称之为引力波。”中国科学院天文台博士、青年天文教师连线创始人刘博洋在接受《中国产经新闻》记者采访时这样介绍道。

　　时空弯曲？很多人听后可能会觉得不可思议，但这意味着我们平时以为平直的空间实际上是扭曲的，且质量越大扭曲越严重。

　　PhD Comics TV节目对此曾做了一个简单易懂的比喻。假如我们把空间想象成一张巨大的网，那些有质量的物体就会让网弯曲，如同将一个保龄球放置在网上。而质量越大，空间这张网被扭曲和弯曲的就越厉害。

　　因此，以我们熟悉的地球围绕太阳的轨道运动为例，其根本原因，直白来说就是因为太阳的质量非常重，从而导致其周围的空间发生了很大的变形。而当地球等其他天体试图在这巨大的变形周围以直线运动时，就会发现它们实际上是沿着一个圆运动。而在这个过程中，只要是质量物体加速，空间变形，引力的作用就会以波动的形式传播，这就是所谓的引力波。

　　天文学的一个新兴分支

　　有业内人士也指出，引力波是非常弱的一种信号,。所以得是某个非常重的东西，而且运动得非常快，如：超新星爆发或者两个黑洞并合时，这样才能制造出很大的波动，我们也才有可能探测到引力波。但这种现象非常罕见，所以引力波的真实存在从1916年爱因斯坦提出预想时，就一直存在难以被证实的质疑。

　　事实上，在今年2月LIGO发布的人类首次直接观测到引力波的消息，曾轰动一时。但轰动过后，仍有质疑之声，最主要的担心就是孤证不立。

　　如今，第二次探测到引力波带来的最直接影响，则是打破了首次发现引力波的质疑。英国物理学家、黑洞理论家斯蒂芬·霍金对此也曾表示，这一次探测直接证实了引力波的存在。

　　刘博洋告诉记者，首次之所以被人们质疑，是因为某些噪声可能恰好形成类似引力波的波形特征，从而产生误判。但是对LIGO宣布探测到的两次引力波事件来说，这种情况数万年才会发生一次，而我们能在短短四个月的时间中连续两次探测到引力波，这就消除了引力波可能是噪声波形变异“伪装”的可能，引力波的存在是真实的。

　　宇宙浩渺又神秘，关于引力波的探测，自爱因斯坦预言开始的百年时间里，科学家们一直都在孜孜不倦的进行各方面努力。那么，让科学家着迷的引力波到底存在什么样的意义呢？

　　“利用引力波，实际上是开辟了一个新的观测窗口，许多之前无法观测的天文现象以后将有可能更多地被发现了。”刘博洋对记者说道。

　　仰观宇宙之大，人们未知的东西实在还有太多。有时候不是宇宙没有向我们展现美妙的风景，而是我们还没有找到对应的窗口去欣赏。

　　宇宙中的天体通过什么样的渠道把信息传递给人类，这是我们一直在探求的。目前来说，研究天体的物理化学性质、形成演化，如何运行等问题，我们最常用最传统的方法是利用光学。

　　人眼能看到的可见光范围是电磁波波长为390纳米到700纳米的波段，在这一波段我们可以观测到恒星、类星体等。但如果我们换一个波段，比如红外波段，我们利用夜视仪，就能观测到平时晚上无法观测到的物体；同时利用红外线我们也可以看到宇宙天体上的低温尘埃，用可见光去看可能只是一团黑色暗云，但用红外波段观测就能清楚看出是一团尘埃。

　　因此，引力波的发现其实是为我们打开了一个新的观测窗口，就像利用红外线、紫外线可以观测到可见光范围内无法观测到的东西一样。当然，引力波与包括红外线、紫外线在内的电磁波更加不同。所以利用这样一种完全不同于电磁波的观测窗口，我们将有可能观测到更多从前无法观测到的现象，比如：双黑洞并合。而通过研究双黑洞并合我们又有可能研究出密集的球状星团是如何演化等天文现象，甚至黑洞的秘密、宇宙演化的信息也能在其中得以窥测。

　　未来惊喜可期

　　参与LIGO探测引力波的胡一鸣在此次引力波被发现之后，曾撰文称，我们关注的重点不是“第一个”而是“下一个”。得益于引力波研究带来的重要意义，显然，此次引力波事件之后，国内外都将继续深入探测，精益求精。

　　国际方面，刘博洋表示，观测设备的灵密度会被各国科研机构持续关注，不断升级。目前来说，LIGO的灵敏度已经非常高，大概是10-22。这是一种什么概念？即使两个反射镜之间的距离只变化了一个原子核直径的万分之一，机器仍然能探测到变化。实际上，这两次引力波发出的信号其实是很微弱的，尤其是第二次。而探测这样微弱的信号，相当于在一片噪声中寻找引力波信号，这对于设备和数据分析的要求都非常高。因此，继续进行设备升级存在必要性。比如：advanced-LIGO（升级版LIGO探测器）就将在今年秋季进一步提升，届时利用advanced-LIGO能获得更大的搜索空间，我们也将会搜索更多的引力波信号。

　　同时，建立更多的观测站，实现全球组网也将是下一步的动作。VIRGO(位于意大利的大型引力波探测器)、KAGRA（日本引力波探测器）、LIGO-India（美国和印度合作的LIGO探测器）在各自升级的同时，也可能会加强合作。通过实现全球组网，进一步探测引力波源的方向。

　　“当然，通过引力波获取的信息确实前所未有，但利用电磁波段观测仍然是天文学家的老本行。”刘博洋曾撰文称，引力波信息加上电磁波段的信息，才能完整了解产生引力波的天体物理事件的全面信息。因此，电磁波和引力波的联合观测也将成为一大趋势。

　　国际上两次传来的成功探测到引力波的消息，对国内科研人员来说，无疑也是一种鼓舞。我国目前针对引力波探测发出的“太极计划”和“天琴计划”也在立项讨论中。

　　理论物理学家、中科院院士吴岳良介绍，LIGO的设计性能对高频段引力波信号比较灵敏。高频段引力波信号多是由小黑洞并合等事件产生的，小黑洞是恒星“死亡”后迅速坍塌形成的，从宇宙演化的时间尺度而言，属于“近期”发生的事件。

　　但“太极计划”想要探测的是中低频段的引力波信号，这些信号可能由大质量或中等质量黑洞并合产生，而大质量、中等质量黑洞在宇宙演化早期就已经形成了。吴岳良对媒体表示，“通过观测种地频段的引力波信号，我们能了解到宇宙早期的情况。”

　　对于浩瀚无垠的宇宙来说，人类可以说是非常渺小的存在。但就是这一个个看似渺小的人类，日复一日地在洪荒中建立了现代文明和科学。关于引力波，或许我们可以看成是宇宙中的琴弦，虽然多数人并不能深刻理解其中的美妙。但是由此衍生出的，宇宙是如何形成的，人类是从哪里来的，这些与我们息息相关的生命奥义始终都在被人们孜孜探求着。我们悬悬而望，通过引力波这扇新窗口，听到宇宙深处更美妙的交响，为人们带来更多未知的广袤和神秘。

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