今天，各大版面被“引力波”刷新，目光所及之处都是“引力波发现”相关消息。原来该事件源于美国和欧洲多个科学机构宣布16日发布“此前从未观测到的”引力波新发现。据消息称，美国国家科学基金会发布新闻公报表示，于北京时间16日22时举行新闻发布会，会议介绍美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)和欧洲“处女座”(Virgo)引力波探测器及其全球合作伙伴的新发现。

　　什么是引力波?

　　人类第一次触及到引力波的时候是爱因斯坦相对论。爱因斯坦的广义相对论提出之后，这个描述“时空和物质”理论在很多地方受到实验检验。人们在确凿的实验证据下，一次又一次的被这个伟大理论的深刻与正确而震惊。然而作为广义相对论的一个重要预言——引力波，却迟迟没有发现。为了探测到这个引力波，几代科学家们做出了很多尝试和努力。那么究竟什么是引力波呢?

　　有人形容引力波是“时空的涟漪”，并且认为黑洞是质量很大很大的天体。由于质量很大很大，根据“物质告诉时空如何弯曲”，周围的时空会一定弯曲得很厉害是。时空不弯曲的时候就像一汪平静的湖水，你在上面轻轻放上一个皮球，皮球下面的水面是一个弧形的吧，这就和黑洞存在、附近时空弯曲一个道理。光有一个皮球停在水面上，水面还是很平静。但是如果有两个皮球像图中两个黑洞那样彼此环绕运动着，那就不得了啊，水平会泛起阵阵涟漪。所以，如果水面是时空的话，那水波就是引力波。引力波不能理解成引力的波，引力波的本质相当于时空的涟漪，是时空的波动。

　　引力波探测

　　根据理论知识，自从138亿年前，一团体积有限密度温度极高的“东西”爆炸形成宇宙，爆炸至今不断扩散，原始引力波来源于那场爆炸。随着体积扩散温度降低，出现了光。后期宇宙中任何物体只要运动，都会辐射引力波，包括任何物体，比如星体运动、宏观物质、围观物质，“动”就会辐射引力波。也是作为爱因斯坦广义相对论的重要引言，引力波存在于理论之中，一直被人们认为真真切切的存在，然而就是无法证明，无法使引力波“现出原形”。人们一直致力于寻找引力波，引力波探测成为世界性大项目，集合和人类在物理、工程、数学、计算机方面最先进的理论、技术、和智慧。有人比喻引力波的探测难度说，如果想看到引力波，相当于在1公里的长度上找到那小于原子核半径一万倍的空间变化。

　　引力波探测其中一个方法利用激光干涉仪的基本思想。假设有四个测试质量被悬挂在天花板上，一束单色、频率稳定的激光从激光器发出，在分光镜上被分为强度相等的两束，一束经分光镜反射进入干涉仪的Y臂，另一束透过分光镜进入与其垂直的另一X臂。第一次不加入引力波，在经历了相同的时间之后，两束光返回，并在分光镜上重新相遇，产生干涉。此次通过调整X、Y臂的长度，控制两束光是相消的，此时光电二极管上没有光信号。第二次试验加入引力波后，引力波从垂直于天花板的方向进入，会对两臂中的一臂拉长，另一臂压缩短，从而两束光的光程差发生了变化，原先相干相消的条件被破坏，有一定数量的光线会进入探测器，得到引力波信号。激光干涉仪对于共振棒的优势显而易见：首先，激光干涉仪可以探测一定范围的频率的引力波信号一般是20Hz- 3000Hz;其次，激光干涉仪的臂长可以做的很长，比如地面引力波干涉仪的臂长一般在千米量级，远远超过共振棒的宏观米量级长度，如此将使引力波通过光探测器显现出来。

　　引力波探测意义

　　引力波的探测历经上百年之久，那么耗费了巨大的人力物力财力，探测引力波究竟有什么意义呢?

　　其实，一方面引力波作为爱因斯坦广义相对论的引言，验证了引力波存在性就是对爱因斯坦相对论认可的实际事实作出了实验性的验证。另一方面站在时空维度的角度理解。目前普遍认为三维空间，其实不然，空间应该有四维，三维位置空间+一维时空空间。简单来说，时间也是形容物质的一个重要坐标。比如，通常我们形容一个东西的位置一般有三个具体元素，坐标轴中的X轴、Y轴和Z轴。这是在短暂的时间内，形容的东西可以通过这三个具体元素找到，然而如果这三个空间元素坐标没有变化，经过了一段时间，东西发生了霉变或者坏了形貌发生了变化，此时如果没有时间的坐标，只是简单的通过三维空间坐标就将难以描述这个东西。所以，在三维空间基础上，引力波的成功探测将会为我们打开一扇通往时空新的大门。

　　来源：激光制造网

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