三分钟看懂引力波

根据广义相对论的boekhoff定理，在非球对称物质分布的条件下，当物质的运动或物质系统的质量分布发生变化时，就会产生引力波。

由于日常生活中基本上没有完美的球对称物质分布，我们可以这样说:只要你移动，就会有引力波。

那为什么我从来没有感觉到引力波？

因为你太轻了！

引力波的本质是时空曲率的波动。换句话说，只要引力波扫过，时间和空间就会变得像橡皮筋一样有弹性，可以被压缩和拉伸。

引力波可以让光滑的圆柱形空间像蚯蚓一样“蠕动”。

然而，这种影响非常微弱。人类只能探测到黑洞大小的物体发出的引力波。

例如，这个LIGO发现。

LIGO到底是什么？

LIGO是激光干涉仪引力波天文台的缩写，它于1995年在美国成立。该项目由麻省理工学院和加州理工学院共同赞助，由美国国家科学基金会资助。来自世界各地的近800名科学家参加了这个项目。

LIGO是如何发现引力波的？

事实上，这个故事始于十亿多年前。在十亿光年之外，有两个黑洞，质量是太阳的29倍，质量是太阳的36倍。它们彼此如此接近，以至于融合成一个大黑洞。

然而，这个巨大黑洞的质量不是29+36=65个太阳，而是62个太阳。丢失的三个太阳质量是引力波。

科学家探测引力波的方法是利用上面提到的引力波来扭曲空间和时间，并改变空间距离。

现在你终于明白为什么LIGO看起来像一个大“L”？

因为引力波是波，所以它们有频率。幸运的是，这次探测到的引力波频率在35-250赫兹之间，只有人耳能听到。

引力波喜欢捉迷藏

事实上，引力波探测始于1957年，但一直没有直接的观测证据。还有大量的勘探项目——美国的LIGO、意法合作的处女座、英德合作的GEO600、日本的TAMA300和LCGT项目，以及2015年底刚刚启动的欧洲航空公司的LISA探路者。

然而，这项研究并不顺利。

自开始运作以来，LIGO没有发现引力波。科学家们所做的一切就是试图减少各种噪音的影响，提高仪器的灵敏度。尽管引力波有望在2015年广义相对论诞生100周年时被发现，但人们承认“这非常困难”。

2013年，据报道，澳大利亚科学家首次探测到黑洞形成时发出的引力波。

后来发现翻译有误。事实上，他们已经解决了探测引力波的一个主要障碍。

2014年，一个美国科学家团队宣布，BICEP2射电望远镜首次探测到宇宙微波场景辐射中的初级引力波信号。后来，人们发现这种干扰是由银河系中的尘埃引起的，于是论文被撤回。

中国为什么走了？

事实上，早在20世纪70年代，引力波探测这一被诺贝尔奖得主杨振宁称为“投资少、科学意义大”的研究领域，曾在中国引起热潮。

20世纪70年代，中山大学引力物理实验室建造了一个室温谐振引力波天线，其测量灵敏度是当时世界上同类引力波天线的最高水平之一。

1979年7月，中山大学的陈·教授因对引力波研究的贡献，被任命为在意大利举行的第二届格拉斯曼广义相对论国际会议顾问委员会成员。这是中国的引力波研究首次得到国际社会的认可。

不幸的是，陈在1982年的一次试验中触电身亡。

1998年，由于科研投资的调整和科研环境的变化，中山大学的引力波探测器停止工作。

自1998年以来，中国的研究已经暂停了十多年。

2008年，在中国科学院力学研究所国家微重力实验室胡文瑞院士的推动下，中国科学院的几个研究所和院外研究机构共同成立了中国科学院空间引力波探测工作组，开始探索空间引力波探测在中国的可行性。该项目已被纳入中国科学院空间科学2050计划。

在2011年之前的香山科学大会上，与会专家认为，探测引力波的项目将产生一批诺贝尔奖，而不是一个。

2015年7月，中山大学宣布了秦天引力波探测计划。陈未竟的事业终于得以继续。