浙江在线10月4日讯 (浙江在线记者 章咪佳）北京时间10月3日18点，当瑞典皇家科学院秘书长斯塔凡·诺马克(Staffan Normark）用瑞典语第一遍（第二遍用英语）宣布2017年诺奖物理学奖时，全世界大部分听不懂瑞典语的科学爱好者，都已雀跃：因为单词“LIGO”，大家听懂了——

　　今年的物理学诺奖授予“LIGO科学合作组织”的三位主要成员雷纳·韦斯（Rainer Weiss）、巴里·巴里什（Barry Barish）、基普·索恩（Kip Thorne），以表彰他们探测到了引力波。

　　引力波怎么产生的？

　　用《泰坦尼克号》来打个比方

　　这不是我们第一次介绍引力波了，先来重温一下电影《泰坦尼克号》里经典的一幕：男女主角随着风笛声共舞，跳到高潮处，杰克和露丝手拉着手飞速旋转起来。

　　从物理学的角度看——杰克和露丝之所以会互相吸引，除了爱，还因为质量。

　　根据爱因斯坦的广义相对论，有质量的物体会使它周围的时空发生扭曲，质量越大，时空就扭曲得越厉害。

　　科学家做过一个很简单的模拟实验：在一张橡胶膜上，放一个“露丝球”，她的质量会把橡胶膜往下压；再在近旁放一个“杰克球”——你会看到，“露丝”和“杰克”分别造成了膜的变形，也就是时空弯曲，让他俩逐渐“滚”向对方，并亲密接触。

　　当“杰克球”和“露丝球”加速跳起转圈舞时，周围的时空正在起伏、翻滚、震颤……这种变化，以波的形式向外传播，就是“引力波”。

　　一旦找到合适的引力波

　　大爆炸理论也有了有力证据

　　在十几亿年前的宇宙时空中，也在发生同样的“爱情”，主角们是黑洞。

　　截至目前，人类分别在2015年9月、2015年12月、2017年1月和2017年8月完成了四次引力波的观测。

　　钱报记者专访了中国科学院上海天文台的科学家刘庆会，解读最近的一次探测：

　　18亿光年外，有两个巨大的黑洞（质量分别相当于大约31个和25个太阳），处于足够近的距离。

　　它们开始相互缠绕、旋转，当靠得非常接近、将要合并在一起的那个瞬间，彼此损失的能量（相当于3个太阳质量）以引力波的形式释放，在宇宙泛起一波涟漪。那一刻，整个宇宙中所有其他天体释放功率的总和都及不上它。

　　上帝给这个瞬间拍了快照，以光速在宇宙传递。这张照片，被2017年、距离18亿光年以外的地球人类接收到。

　　这张“照片”，能帮我们洞悉整个宇宙的起源。引力波的存在一经证实，我们将以前所未有的方式看到塑造宇宙的力量。而一旦寻找到合适的引力波，人们将能够为大爆炸理论和宇宙膨胀理论找到有力的证据。

　　靠三台巨大的“圆规”

　　能更精确定位引力波位置

　　在宣布引力波获得今年诺奖物理学奖之后，诺奖委员会接通了获奖者之一、麻省理工学院教授雷纳·韦斯先生的电话。

　　20世纪90年代，雷纳·韦斯想到了一个绝妙的点子：用激光的干涉来测量引力波。

　　这个点子引来了加州理工的著名引力学家基普·索恩（Kip S. Thorne）的关注。于是，加州理工和麻省理工开展合作，主导了两个激光干涉引力波观测台（LIGO）的建设。LIGO长得像一个巨大的圆规，每一边的长度都有4000米。两个观测台一个在华盛顿州，一个在路易斯安那州，相距3000公里。

　　LIGO团队探测到一次引力波事件之后，意大利Virgo引力波天文台加入合作。就在2017年8月14日，科学家再次探测到引力波，这也是人类第一次使用三角定位法，比较准确地确定了引力波事件发生的位置，之前三次都只能在太空中模糊地指定一片弧形区域。

　　这样一来，科学家就可以使用可见光望远镜、伽马射线望远镜、X射线望远镜、中微子天文台等更多观测，来观察引力波事件发生的区域。如果能发现光或者其他形式的信号，无疑会再次刷新对宇宙的认知。

　　今年的诺奖得主

　　在电影里就让大家见过黑洞了

　　引力波或许并没有那么高深。“事实上，引力波的频率，是可以被人耳听到的。”刘庆会说。

　　2015年12月26日，LIGO项目组在新闻发布会上播放了那段捕捉到的宇宙“声音”——无数人通过直播听到了，在一点嘈杂之后，短促又俏皮的“噗”一声。

　　浙大力学系副教授李铁风还设计过一个非常简单的类比实验，让你“看一看”引力波——只需要拿起一个苹果，往平整的床单上一滚，床单会产生一个连贯的褶皱印记，“如果床单是宇宙时空，那些痕迹就是‘引力波’”。

　　甚至黑洞，我们也已经“见过”。

　　今年诺奖物理学奖的获奖者之一基普·索恩先生，还有另外一个更广为人知的身份——《星际穿越》的科学顾问兼制片人。

　　解析这部电影时，他曾经描述过，当人类近距离接近黑洞，可能会有的视觉体验：《星际穿越》中，男主角仰面掉入黑洞时，有那么一个短暂的瞬间，他看见整个宇宙的星光都被压缩变小，束缚在一个圆形的圈里，圈的周围是盘状结构，以外只剩下无限的漆黑。

　　刘庆会说，宇宙中能产生引力波的组合不只是黑洞和黑洞，还可以是黑洞加中子星，也可以是两个中子星合并，或者两个白矮星组合也可以产生引力波。“这都将是未来引力波探测领域的重大突破。”