引力波观测意义

引力波观测的意义不仅在于直接验证广义相对论，还在于它能够提供一种观察宇宙的新方法，随着观测天文学从可见光天文学扩展到全波段天文学，这大大扩展了人类的视野。英国天体物理学家霍金说，他认为这是科学史上的一个重要时刻。“引力波提供了一种观察宇宙的新方法，发现引力波的能力可能会给天文学带来革命。这是首次发现黑洞的二元系统，并观察到黑洞融合。”

传统的观测天文学完全依赖于电磁辐射的探测。引力波天文学的出现表明观测手段已经开始超越电磁相互作用的范围。引力波观测将揭示更多以前未知的关于恒星、星系和宇宙的信息。

引力波与整个波源的宏观运动直接相关，而不是像电磁波那样与单个原子或电子的运动叠加，因此引力波所揭示的信息与电磁辐射所观察到的信息完全不同。例如，双星系统观测到的引力波的偏振揭示了双星轨道的倾角。这种关于波源运动的宏观信息通常不能从电磁辐射观测中获得。

如果将波长与波源大小的关系进行比较，宇宙中的引力波在波长上并不比电磁波这样的波源大小小多少，这就使得引力波天文学通常不能像电磁波天文学那样拍摄波源，而是可以从声波这样的波形中直接分析波源的性质。大多数引力波源很难或不可能通过电磁辐射(如黑洞)直接观察到，而这反过来也是正确的。考虑到普遍认为宇宙中不发射任何电磁波的暗物质的比例比已知的发射电磁波的物质大得多，并且暗物质和外部世界之间唯一的相互作用是引力相互作用，引力波天文学对观察这些暗物质具有重要意义。

引力波和物质之间的相互作用非常微弱，在传播路径上基本上不像电磁波那样容易衰减或散射，这意味着它们可以揭示宇宙深处的一些信息。例如，宇宙诞生时形成的重力辐射仍然在宇宙中传播，几乎没有衰减，这为直接观察大爆炸提供了唯一的可能性。

从科学上讲，引力波的发现为我们研究宇宙打开了一扇新的窗户。无线电、光学、伽马射线和其他电磁波谱通过光子携带的信息研究宇宙。引力波携带与电磁波完全不同的信息，并将揭示宇宙的新秘密，例如黑洞与黑洞融合的物理过程。如果我们能探测到大爆炸期间发射的初级引力波，它将揭示宇宙起源的秘密。“就像人类过去认为自己只有一双能看到外部世界的眼睛(电磁波探测)，但现在他们发现自己有一双能听到外部世界的耳朵(引力波探测)。”中国科学院高能研究所的研究员张新民说。