這么形象地解釋,來(lái)自于清華大學(xué)LIGO工作組負(fù)責(zé)人曹軍威。LIGO是美國(guó)“激光干涉引力波天文臺(tái)”的簡(jiǎn)稱,背后有十多個(gè)國(guó)家、千余名研究人員的艱辛付出,正是他們?cè)?015年首次成功探測(cè)到引力波。引力波由黑洞等天體在碰撞過(guò)程中產(chǎn)生,有人把它想象成石頭丟進(jìn)水里產(chǎn)生的波紋,也有人用電影《泰坦尼克》里男女主人公跳舞的場(chǎng)面來(lái)描繪它。
曹軍威:《泰坦尼克號(hào)》中的杰克和羅斯之所以會(huì)互相吸引,除了因?yàn)閻?ài)還因?yàn)橘|(zhì)量,有質(zhì)量的物體會(huì)使他周圍的時(shí)空發(fā)生扭曲,物體的質(zhì)量越大時(shí)空就扭轉(zhuǎn)的越厲害。如果你將時(shí)空看成一張大橡膠膜,然后往上面放一個(gè)羅斯,那么她的質(zhì)量就會(huì)把橡膠膜往下壓,如果放一個(gè)杰克,那你會(huì)看到羅斯和杰克分別造成的時(shí)空扭曲,讓他們倆逐漸接近對(duì)方。太陽(yáng)和地球的關(guān)系也是一樣的道理,只不過(guò)太陽(yáng)的質(zhì)量比地球大的多,造成的時(shí)空扭曲也更大,所以看上去是地球繞著太陽(yáng)旋轉(zhuǎn),所以按照廣義相對(duì)論的思路引力只是時(shí)空扭曲必然帶來(lái)的現(xiàn)象,而當(dāng)太陽(yáng)和地球跳轉(zhuǎn)圈舞的時(shí)候,他們周圍的時(shí)空就會(huì)發(fā)生起伏、震顫和波浪。這種變化以波的形式向外傳播,用聽(tīng)起來(lái)很厲害的說(shuō)法講就是引力波。
這樣的描述使得引力波聽(tīng)起來(lái)很浪漫,而在科學(xué)家眼中,發(fā)現(xiàn)引力波的偉大之處是人類又找到了一種探索浩瀚宇宙的新途徑。
國(guó)際宇航聯(lián)空間運(yùn)輸委員會(huì)秘書長(zhǎng)、中國(guó)航天科工集團(tuán)公司二院研究員楊宇光:基于目前人類掌握的物理知識(shí)和可以預(yù)見(jiàn)的物理學(xué)知識(shí),人類只能在太陽(yáng)系的范圍內(nèi)活動(dòng),不可能到哪怕是最臨近的恒星系去旅行的。那么只有一種可能性,就是除非將來(lái)物理學(xué)發(fā)生質(zhì)的飛躍,也就是說(shuō)人類對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)產(chǎn)生質(zhì)的飛躍才有這種可能性。那么引力波他最重要的意義在于,人類從過(guò)去到現(xiàn)在所有對(duì)自然界的觀測(cè),包括天文觀測(cè),主要依賴于電磁波,也就是雷達(dá)或者是光學(xué)波段的電磁波對(duì)未知世界進(jìn)行探測(cè)。而有了引力波以后我們就對(duì)自然界多了一種探測(cè)的手段,那么這是一個(gè)質(zhì)的差異。那么引力波的探測(cè)有可能使我們了解到更豐富的有關(guān)于黑洞、中子星等等這些天體在發(fā)生一些現(xiàn)象和劇烈變化時(shí)的時(shí)空變化,所以說(shuō)它對(duì)于我們了解物質(zhì)世界是非常有用的。
美國(guó)宇航局高級(jí)科學(xué)家、諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主約翰·馬瑟:這對(duì)于天文學(xué)來(lái)說(shuō)是巨大的發(fā)現(xiàn),不僅僅是技術(shù)上的進(jìn)步,也不僅僅證明了愛(ài)因斯坦理論的正確,這是我們?cè)谔煳膶W(xué)上發(fā)現(xiàn)的全新的東西。
現(xiàn)如今,即使是不做科研的普通人也大都知道,宇宙起源于由大約137億年前發(fā)生的一次大爆炸。而引力波的發(fā)現(xiàn)最終將幫助我們探索宇宙起源的諸多秘密。
楊宇光:在宇宙從一個(gè)奇點(diǎn)大爆炸,產(chǎn)生目前我們見(jiàn)到的宇宙的整個(gè)過(guò)程是如何演化的,實(shí)際上人類也僅僅是有假說(shuō)而已,并沒(méi)有從理論上和實(shí)踐上去證實(shí)它。而通過(guò)引力波的研究我們可以了解,比如像之前提到的黑洞等一些現(xiàn)象所產(chǎn)生的極端的物理規(guī)律是十分有用的,對(duì)我們更好的認(rèn)識(shí)宇宙起源也就是剛才所講的大爆炸以及它的演化過(guò)程,有非常重要的參考價(jià)值。