时空涟漪

江旅冰

人类将来有一天或许需要离开地球。在茫茫宇宙中寻找新家园，引力波的发现很可能就是人类真正认识并走向宇宙的里程碑。

从广义相对论到引力波

一般科学规律的发现过程是人们在生活或实验中感知了某种物理现象，再去尝试着进行理论认识，而引力波却是爱因斯坦基于广义相对论预言了其存在，一百多年来人们不断地通过实验去验证、探究，并寻找的一种现象。

1916年，爱因斯坦提出，物体的加速运动会产生引力波，引力波就像我们扔进池塘里的一块石头引起的水波一样，从源头向外以光速传播，扰动着它们所经过的每一点空间，这些波在向外传播的过程中，会使得它们经过的空间和时间都发生变动。如果这些引力波经过地球，地球也会发生细微的形变。引力波扰动幅度十分微小，就像水里的波纹一样。因而被人们形象地称为“时空涟漪”。

引力波的本质是什么呢？假如我们在一张蹦床上放置一个质量很大的物体。蹦床会产生凹陷，而随着蹦床的凹陷，蹦床上的其他物体就会向凹陷处移动。这就是引力波产生的基本原理。

理论上，任何质量的物体加速运动都会产生引力波，但是由于引力波的效应非常微弱，只有天文级别的天体发生諸如剧烈加速这样的运动时产生的引力波，才有可能被我们探测到。在爱因斯坦提出引力波理论近100年之后，科学家们才首次探测到两个黑洞合并时所产生的引力波。

从“时空涟漪”到宇宙新视窗

引力波在天文学研究中具有重要意义。南于引力波在传播过程中，基本上不会被吸收、散射、屏蔽，故它可以将观测领域扩大到被宇宙尘埃弄暗或被其他物质屏蔽的宇宙区域，能向我们提供宇宙深处的信息。引力波的强度很弱，因此能被探测到的引力波一般产生在超大质量天体的行为事件中，例如超新星爆发、双星合并、黑洞扰动等，这对我们研究超大质量天体的运行具有重要意义。将来。一旦我们发现了宇宙大爆炸时期的引力波。就有可能揭开宇宙的很多谜团。

各种各样的引力波探测器正在建造或者运行当中，比如高新激光干涉引力波天文台从2015年9月份就开始运行观测，在2016年2月11日，该天文台已经首次探测到了来自双黑洞合并的引力波信号。2023年，中国科学院国家天文台等单位科研人员组成的中国脉冲星测时阵列研究团队利用“中国天眼”，探测到纳赫兹引力波存在的关键性证据，表明我国纳赫兹引力波研究已与国际同步，达到了领先水平。