李淼

2016年2月11日，一則新聞?wù)饎恿巳祟愂澜?，而新聞?nèi)容則事關(guān)于宇宙中一種最微弱的聲音。

這個聲音據(jù)說是在2015年9月14日，被位于美國的兩個科學(xué)裝置聽到的?？茖W(xué)家們等這一天等了多少年？從愛因斯坦預(yù)言它的存在開始，人類等了整整一百年。當(dāng)然這么說并不嚴(yán)謹(jǐn)，因?yàn)閻垡蛩固怪蟮奈锢韺W(xué)家們，在很長一段時間內(nèi)，并沒有真的相信我們可以“聽到”它。直到大約五十年前，一位探測這種聲音的先驅(qū)，約瑟夫·韋伯才在馬里蘭大學(xué)建造一種天線來聽它。但是他沒有成功，他的后輩用他發(fā)明的類似天線也沒有聽到。

這種聲音就是引力波。

如今，LIGO聽到了，不僅聽到了，還知道它來自于什么：兩個巨大的黑洞合并，其中一個黑洞的質(zhì)量大約是太陽的36倍，另一個大約是太陽的29倍，合并之后的黑洞卻只有62個太陽質(zhì)量。整整3個太陽丟失了，丟哪兒了？變成引力波的能量了。正因?yàn)槿绱司薮蟮囊Σ芰浚拍苁沟眠h(yuǎn)在13億光年外的地球人聽到。大家知道，光波的傳播速度是每秒三十萬公里，引力波的速度也是如此。因此，當(dāng)這兩顆黑洞合并的時候，地球上人類還不存在，事實(shí)上，連恐龍也不存在。

根據(jù)物理理論，宇宙中只存在兩種以光速傳播的波，一種是光以及和光同類的電磁波——手機(jī)用的電波就是，另一種就是引力波了。

那么，引力波到底是什么？

當(dāng)你說話時，別人會聽到你，這是因?yàn)槟愕穆晭д駝訋恿丝諝庹駝?，然后你的耳膜接收到了空氣振動。空氣的聲速比光速小多了，只有每?40米，比光速小了88萬倍。一條魚在水里擺動尾巴，也會產(chǎn)生水波。不論是聲波還是水波，在宇宙中都不是“基本”的，因?yàn)樗鼈兪墙橘|(zhì)的振動造成的。光波呢？理論上預(yù)言電磁波的英國物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為是一種叫以太的介質(zhì)的振動造成的。還是愛因斯坦，他的狹義相對論認(rèn)為光波不是任何介質(zhì)的振動，光是一種基本的波，它就存在在那里。同樣是愛因斯坦，認(rèn)為光波不過是一種宏觀現(xiàn)象，真正存在的是叫光子的基本粒子，光波不過是多得無法想象的光子組成的。

因?yàn)楣庾邮腔玖Ｗ樱豢赡苁侨魏谓橘|(zhì)的振動造成的。

在推翻以太以及提出光子的十年后，愛因斯坦發(fā)現(xiàn)了他的廣義相對論，其實(shí)就是他的萬有引力理論。不同于牛頓，愛因斯坦認(rèn)為，萬有引力雖然存在，真正造成萬有引力的是時間和空間的彎曲。

在任何一個質(zhì)量周圍，時間和空間都彎曲了，這樣，它周邊的物體會感到這種彎曲，然后循著最短的線走。太陽造成時間空間彎曲，地球在這個彎曲時空中循著最短的線走，也就是圍繞太陽在轉(zhuǎn)。月亮是在地球造成的彎曲時空中走。我們?nèi)祟悤粫斐蓵r空彎曲，當(dāng)然會，不過，彎曲的程度太小了，使得你不會繞著我轉(zhuǎn)。

需要地球這么大的質(zhì)量，才能讓我們體會到我們的體重，我們的體重就是地球?qū)ξ覀兊囊Α?/p>

然而，無論是太陽還是地球，它們造成的時空彎曲是靜態(tài)的，時空的彎曲沒有波動。什么樣的東西會發(fā)出引力波？我們回顧一下電磁波是怎么產(chǎn)生的。麥克斯韋提出他的電磁理論之后，很快就發(fā)現(xiàn)，如果電荷分布不是靜止的，他的著名方程就預(yù)測電磁場也不是靜止的，而且還會有電磁波產(chǎn)生，電磁波無非是波動形式的電磁場，電場和磁場以波的形式在空間中傳播。麥克斯韋還發(fā)現(xiàn)，電磁波的傳播速度與光速一樣，他干脆就說光也是電磁波。在麥克斯韋預(yù)言電磁波存在22年之后，赫茲利用電火花在鋅板間振蕩產(chǎn)生了第一個人造電磁波。

電火花振蕩也就是電荷之間存在相對運(yùn)動。這樣，我們很容易推測如何產(chǎn)生引力波了，那就是質(zhì)量之間的相對運(yùn)動。引力波容易產(chǎn)生嗎？當(dāng)然太不容易了。舉個例子，地球繞太陽運(yùn)動發(fā)出的引力波的功率只有兩百瓦！你家的電磁爐的功率都比它大。所以，我們需要質(zhì)量巨大的天體，同時尺寸不那么大的天體，才能輻射出比較強(qiáng)的引力波。

我總覺得，宇宙是一項(xiàng)陰謀，比黑客帝國巨大得多的陰謀，宇宙中所有發(fā)生的事，造物者或遲或早會告知人類。我們看到引力波的“天眼”，才剛剛睜開。