引力波，爱因斯坦又对了
焦点科普：引力波，爱因斯坦又对了
爱因斯坦又对了！在这位大科学家提出引力波的预言百年之后，科学家１１日宣布，人类首次直接探测到了引力波。这是人类第一次能够“听”到宇宙的“声音”。
倾听宇宙的“声音”
在一片嘈杂的背景噪音中，一声“噗”的清脆声响，如水滴落水，持续时间短暂得不到１秒，这正是由引力波转化成的宇宙之声。当天在华盛顿召开的记者会上，美国“激光干涉引力波天文台”（ＬＩＧＯ）科学家现场播放了来自宇宙的“声音”。
这个声音源自于１３亿年前一个双黑洞系统的合并。正如ＬＩＧＯ项目组发言人、路易斯安那州立大学物理学家加布里埃拉·冈萨雷斯所言，那时“多细胞生物才开始在地球上扩散”。合并所产生的引力波信号，经过１３亿年的漫长旅行，于２０１５年９月１４日抵达地球，被ＬＩＧＯ的两个探测器以７毫秒的时间差先后捕捉到。
“我们能够‘听见’引力波，我们能够‘听见’宇宙，这是引力波最美妙的事件之一。我们将不仅‘看见’宇宙，我们还将‘倾听’它，”她在记者会上介绍。
引力波是一种时空涟漪，如同石头被丢进水里产生的波纹。黑洞、中子星等天体在碰撞过程中有可能产生引力波。１９１５年，爱因斯坦发表广义相对论，并在随后几年的一些论文中预言引力波会产生于强引力场的天体事件。广义相对论的其他预言如光线的弯曲、水星近日点进动以及引力红移效应都已获证实，唯有引力波一直徘徊在科学家的“视线”之外。
百年来，科学家们对引力波的探测未曾停歇，但举步维艰。直至上世纪７０年代，曾有美国科学家在观测双星系统的过程中，发现引力波存在的间接证据，并因此获得１９９３年诺贝尔物理学奖。
１００年来，也不断有实验声称直接探测到了引力波，并造成过轰动效果，其中包括２０世纪６０年代的韦伯实验，以及２０１４年的ＢＩＣＥＰ实验，但后来都被证明是乌龙。
引力波为何难以捕捉？
引力波是非常弱的一种信号，弱到连爱因斯坦本人都曾怀疑能否建造足够灵敏的探测器，探测引力波很长一段时间内被视为“不可能完成的任务”。
２０世纪９０年代起，大型激光干涉仪引力波探测器开始在全球范围内兴建，真正拉开了引力波探测黄金时代的序幕。
美国分别在路易斯安那州利文斯顿市与华盛顿州小城汉福德市建造了两个激光干涉引力波探测器（ＬＩＧＯ）。ＬＩＧＯ拥有巨大的Ｌ形测量臂，每边各有４千米长，两端设有反射镜面。发出的一束激光沿着Ｌ形互相垂直的两边前进并被来回反射。一般情况下，激光由于干涉而互相抵消，探测器接收不到光信号，但一旦引力波经过，便会改变激光通过的距离，从而被观测到。
探测引力波需要探测器具有极高的灵敏度，还需区分开来引力波信号和环境或仪器噪声。１０多个国家超过１０００名科学家参与了这个搜寻引力波的项目。
２０１５年９月１４日北京时间１７点５０分４５秒，位于利文斯顿与汉福德的两台探测器同时观测到了后来被命名为ＧＷ１５０９１４的引力波信号。科学家们通过进一步的数据分析还证实了这是两个黑洞合并的事件。
ＬＩＧＯ项目共同创始人、麻省理工大学教授赖纳·韦斯说：“如果我们能够把这一消息告诉给爱因斯坦，那么他的表情一定会很好玩。”
在当天的记者会上，也有人问所探测到的引力波信号是不是好得过头了？ＬＩＧＯ项目科学家的回答是，他们花了几个月的时间进行验证，这也是为什么去年９月探测到引力波信号，却拖到今天才宣布。这些科学家还相信，随着探测器灵敏度的提高，今年应该会探测到更多引力波信号。