美國東部時間2月11日上午，美國國家科學(xué)基金會與來自加州理工學(xué)院、麻省理工學(xué)院以及科學(xué)合作組織“激光干涉引力波天文臺”（LIGO）的科學(xué)家在華盛頓全國新聞中心共同宣布，LIGO于去年9月14日首次探測到引力波，證實了愛因斯坦100年前所做的預(yù)測，彌補了廣義相對論實驗驗證中最后一塊缺失的“拼圖”。

　　引力波是一種時空漣漪，如同石頭被丟進(jìn)水里產(chǎn)生的波紋，在黑洞合并、脈沖星自轉(zhuǎn)以及超新星爆發(fā)時產(chǎn)生。早在1915年，愛因斯坦就曾預(yù)言了引力波的存在。迄今為止，愛因斯坦的廣義相對論中有關(guān)“光線的彎曲”“水星近日點進(jìn)動”以及“引力紅移效應(yīng)”等預(yù)言都已獲證實，唯有引力波一直徘徊在科學(xué)家的“視線”之外。

　　在美國國家科學(xué)基金會資助下，麻省理工學(xué)院、加州理工學(xué)院聯(lián)合建設(shè)了LIGO，并從2003年開始收集數(shù)據(jù)。LIGO由兩套干涉儀組成，是兩個互相垂直的L形排列的干涉臂，臂長均為4000米。LIGO干涉儀的工作原理是，在兩臂交會處，從激光光源發(fā)出的光束被一分為二，分別進(jìn)入互相垂直并保持超真空狀態(tài)的兩空心圓柱體內(nèi)，然后被終端的鏡面反射回原出發(fā)點，并在那里發(fā)生干涉。如果是微小變化、微弱地震和其他干擾信號，其記錄將只出現(xiàn)在一臺干涉儀中，而真正的引力波信號則會被兩臺干涉儀同時記錄。

　　目前世界上共有4個引力波探測器，其中3個部署在美國，即華盛頓州漢福德市的兩個和路易斯安那州利文斯頓市的一個。

　　開啟人類探索宇宙的大門

　　美國東部時間2015年9月14日5時50分45秒，位于利文斯頓的引力波探測器首先傳出撞擊聲。7毫秒后，漢福德的探測器也傳出撞擊聲。這意味著后來被命名為GW150914的引力波傳到了地球，并被兩個天文臺探測到。LIGO認(rèn)為，此次探測到的引力波是由兩個黑洞合并引發(fā)的。這兩個直徑約為150公里的黑洞不斷靠近、旋轉(zhuǎn)，并最終以1/2倍光速的速度相撞后“合二為一”。這兩個質(zhì)量分別為太陽質(zhì)量29倍、36倍的黑洞，在合并的過程中釋放出約3個太陽質(zhì)量的能量，其產(chǎn)生的引力波經(jīng)13億年的漫長傳播最終抵達(dá)地球。

　　科學(xué)界普遍認(rèn)為，引力波的發(fā)現(xiàn)是物理學(xué)、天文學(xué)研究的一項重大突破，開啟了人類探索宇宙的一扇大門，甚至可能揭開宇宙誕生的奧秘。

　　LIGO創(chuàng)始者之一、麻省理工學(xué)院物理學(xué)教授雷納·維斯說，“引力波的發(fā)現(xiàn)完美地印證了愛因斯坦在100年前的預(yù)言”。

　　英國著名理論物理學(xué)家斯蒂芬·霍金表示：“引力波提供了一種人們看待宇宙的全新方式。（人類）探測到引力波的這種能力，很有可能引發(fā)天文學(xué)革命?！?/p>

　　哥倫比亞大學(xué)物理學(xué)教授紹博爾齊·馬爾卡則形象地比喻說，此前人類的天文學(xué)發(fā)現(xiàn)都好似“眼睛”，而引力波的發(fā)現(xiàn)意味著人類長了“耳朵”，“引力波所攜帶的大量信息，可以幫助科研人員更好地了解黑洞”。

　　全球科學(xué)家共同努力的結(jié)果

　　此間輿論指出，美國科學(xué)家之所以能完成發(fā)現(xiàn)引力波這一“重大里程碑”，開啟觀測宇宙的一個新窗口，源自于堅持不懈的探索精神和巨大的科研資金投入。

　　引力波的發(fā)現(xiàn)是世界各國科學(xué)家前赴后繼、不懈努力的成果。早在20世紀(jì)60年代，馬里蘭大學(xué)的物理學(xué)家韋伯首先提出了一種共振型引力波探測器，立刻引起了學(xué)界的轟動，但是后來的重復(fù)實驗都一無所獲。自1974年，泰勒和赫爾斯對雙星系統(tǒng)的軌道進(jìn)行了長時間觀測，發(fā)現(xiàn)了引力波存在的間接證據(jù)，并因此獲得1993年諾貝爾物理學(xué)獎。而從1991年至今，共有來自加州理工、麻省理工、清華大學(xué)、臺灣新竹清華大學(xué)等10多個國家和地區(qū)90多所高校的1000名科學(xué)家參與了LIGO的日常探測和研究。LIGO發(fā)言人、物理學(xué)教授蓋普瑞拉·岡薩雷茲表示，“這是全球科學(xué)家共同努力的結(jié)果”。

　　引力波的發(fā)現(xiàn)也體現(xiàn)了科學(xué)界一絲不茍的嚴(yán)謹(jǐn)精神。有關(guān)LIGO發(fā)現(xiàn)引力波的傳言已在物理學(xué)界傳播了幾個月，最早透露這一消息的是美國亞利桑那州立大學(xué)物理學(xué)家克勞斯。不過，傳言一直未獲得LIGO項目組證實。LIGO項目科學(xué)家稱，他們花了幾個月的時間進(jìn)行驗證，這也是為什么去年9月探測到引力波信號，卻拖到今年2月才宣布的主要原因。從20世紀(jì)60年代就加入到探尋引力波的LIGO創(chuàng)始人之一、理論物理學(xué)家基普·托恩說，“就在幾天前，我還瞞著我的妻子”。

　　LIGO的成功離不開巨大的研究經(jīng)費支持。據(jù)《華盛頓郵報》報道，美國國家科學(xué)基金會資助了LIGO項目建設(shè)和運行。過去幾十年，該基金會為此項目共提供了11億美元經(jīng)費。2002年至2010年，LIGO項目進(jìn)展雖遭遇瓶頸，美國國家科學(xué)基金會并未放棄，并于去年秋天向LIGO再投入2億美元重新設(shè)計干涉儀以提升其敏感度。之后，重新開始搜尋工作的LIGO科學(xué)家們終于“聽到了聲音”。

　　引力波的發(fā)現(xiàn)也不乏“趣聞”。據(jù)美國《科學(xué)》雜志披露，在LIGO工作的1000多位科學(xué)家中，馬克·德拉戈什最早發(fā)現(xiàn)了期待已久的引力波信號。德拉戈什今年33歲，是一名熱衷于彈奏古典鋼琴的博士后，來自意大利帕多瓦，目前，德拉戈什在為LIGO探測提供數(shù)據(jù)分析的德國漢諾威馬克斯·普蘭克重力物理學(xué)研究院工作。由于德拉戈什出版過兩本科幻小說，因此整個LIGO團(tuán)隊一度還曾“善意地猜測”，其發(fā)現(xiàn)有可能是“幻想出來的”。不過，很快，大家都開始一起為德拉戈什以及整個團(tuán)隊保守這個“令人興奮的秘密”，直至2月11日“激動人心的時刻”到來。（光明日報華盛頓2月12日電 光明日報駐華盛頓記者 韓顯陽） 

　　鏈接

　　清華大學(xué)研究團(tuán)隊亦有貢獻(xiàn)

　　光明日報北京2月12日電（記者鄧暉）2月11日，科學(xué)家宣布發(fā)現(xiàn)引力波，廣義相對論最后預(yù)言獲證。記者12日從清華大學(xué)獲悉，作為目前中國大陸唯一一個LIGO科學(xué)合作組織成員（以下簡稱LSC），清華大學(xué)研究團(tuán)隊在引力波的成功探測中作出貢獻(xiàn)。

　　據(jù)介紹，清華研究團(tuán)隊主要與麻省理工學(xué)院、加州理工學(xué)院和西澳大利亞大學(xué)等LSC成員合作開展工作，著重采用先進(jìn)計算技術(shù)提高引力波數(shù)據(jù)分析的速度和效率，參與了LSC引力波暴和數(shù)據(jù)分析軟件等工作組相關(guān)研究，主要研究成果包括GPU加速引力波暴數(shù)據(jù)分析和實現(xiàn)低延遲實時致密雙星并合信號的搜尋；采用機器學(xué)習(xí)方法加強引力波數(shù)據(jù)噪聲的分析；分析引力波事件顯著性的系統(tǒng)誤差等。清華研究團(tuán)隊還參與構(gòu)建引力波數(shù)據(jù)計算基礎(chǔ)平臺，開發(fā)的數(shù)據(jù)分析軟件工具為LSC成員廣泛使用。這一工作獲得了國家自然科學(xué)基金委和清華大學(xué)自主科研計劃項目的支持。