傳言是真的。經(jīng)過十多年的探尋與數(shù)月的推算之后，激光干涉引力波天文臺（LIGO）的研究人員表示，他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了引力波存在的證據(jù)。信號來自于距離地球400百萬秒差距（13億光年）的兩個黑洞的碰撞。

　　“這就像科學史上的一次‘登月計劃’——我們做到了，我們登上了‘月球’?！蔽锢韺W家、LIGO實驗室執(zhí)行主任戴維·賴茨2月11日在美國華盛頓舉行的新聞發(fā)布會上宣布。

　　LIGO是由美國主導建設的兩個引力波探測器，觀測臺站分別坐落于華盛頓州漢福德和路易斯安那州利文斯頓，10多個國家超過1000名科學家參與了這個搜尋引力波的項目。近日，《自然》雜志通過圖片形式闡釋了追蹤物理學上這一最神秘“獵物”的歷史進程。

　　1916年，在系統(tǒng)闡述其廣義相對論（該理論認為引力是大質量天體周圍發(fā)生的時空扭曲）之后，阿爾伯特·愛因斯坦思考的一個問題是，當一個天體晃動時會發(fā)生什么。相對論發(fā)表第二年，他指出了該問題的答案，認為時空會產生漣漪，形成“引力波”，并以該天體為核心以光速向外擴散。他和其他物理學家隨即開始了爭論：預測的引力波是否存在，或者它僅是新數(shù)學推論結果造成的人為現(xiàn)象。愛因斯坦本人也曾先后若干次改變立場。

　　“愛因斯坦最終成功了?！盠IGO創(chuàng)始人之一、物理學家Kip Thorne在談及LIGO發(fā)現(xiàn)時空漣漪時如是說，他表示該理論為確定愛因斯坦的廣義相對論提供了幫助。

　　馬里蘭大學學院市分校物理學家約瑟夫·韋伯認為，引力波確實存在。1969年，他宣布用自己發(fā)明的一個探測器—— 一個約兩米長、直徑約1米寬的鋁制圓柱體——發(fā)現(xiàn)了引力波，當該探測器受到引力波撞擊時會產生“振鈴效應”。然而，他的研究結果卻未能得到復制，而且該結果最終除了其本人以外，幾乎遭到了所有物理學家的反對。盡管如此，他的研究依然吸引了很多研究人員加入到引力波探測的隊列之中。

　　得到更加廣泛認可的一項發(fā)現(xiàn)來自于馬薩諸塞大學阿默斯特分校的約瑟夫·泰勒及其研究生羅素·赫爾斯。兩人于1974年發(fā)現(xiàn)了首顆脈沖雙星，并將其命名為PSR B1913+16。它由在近距離軌道上相互作用的兩顆中子星構成，而且它們在以愛因斯坦理論預測的精確速率向內呈螺旋狀運行——表明引力波可能在帶走它們的能量。這一發(fā)現(xiàn)被認為是觀察到引力波的間接證據(jù)，并讓赫爾斯和泰勒摘得1993年的諾貝爾物理學獎桂冠，其獲獎原因是：“因為發(fā)現(xiàn)了新的脈沖星種類，該發(fā)現(xiàn)還開啟了引力波研究的新可能性?！?/p>

　　當麻省理工學院和加州理工學院的科學家遞交了利用激光干涉測量技術尋找引力波的大型探測器計劃后，很多研究人員表示強烈反對。他們擔心該項目可能會分走對其他研究的大量資助，而且還可能會一無所獲。但是美國國家科學基金會（NSF）在1990年依然批準建設LIGO，并在1992年為該實驗的“雙胞胎”探測器進行了選址，即華盛頓州漢福德和路易斯安那州利文斯頓。相關設施于1999年竣工，并從2001年開始收集數(shù)據(jù)。2010年，在該探測器因為升級原因關停之前，尚未發(fā)現(xiàn)任何線索。

　　2014年，南極天文臺BICEP2合作團隊宣稱，發(fā)現(xiàn)引力波存在的一種不同證據(jù)。BICEP2研究人員表示，他們發(fā)現(xiàn)了“B模式”——由宇宙大爆炸后產生的“原初”引力波發(fā)出的微弱微波信號。但是相關分析隨后被證明是錯誤的：該信號是太陽系星際塵埃粒子形成的產物。

　　經(jīng)過大規(guī)模升級后的LIGO在2015年9月開始首次觀測，與未升級之前相比，它具有在更大宇宙范圍內探尋引力波的能力。今年1月，更加先進的LIGO完成了首輪觀測任務。

　　2月11日，來自LIGO團隊的科學家宣布，首次直接觀測到引力波。

　　據(jù)介紹，在2015年9月14日正午前，位于德國漢諾威馬普學會引力物理研究所LIGO團隊的科學家注意到一個奇怪的信號：類似一只鳥兒的啁啾聲，且螺距迅速遞增的一種聲波?？茖W家曾就這個信號可能如何出現(xiàn)進行過預測。

　　在即將發(fā)表于《物理學評論通訊》的新研究中，科學家表示探測到的是由黑洞合并產生的一個時間極短的引力波信號——后來被命名為GW150914，持續(xù)不到1秒。它經(jīng)過13億年的漫長旅行，于當日抵達地球，被剛改造升級的LIGO的兩個探測器以7毫秒的時間差先后捕捉到。

　　據(jù)研究人員推測，兩個黑洞合并前的質量分別相當于36個和29個太陽質量，合并后的總質量是62個太陽質量，3個太陽質量的能量以引力波的形式在不到1秒的時間內釋放，釋放的峰值能量比整個可見宇宙釋放的能量還要高出約50倍。

　　“這是一個新時代的開始?！盠IGO發(fā)言人、路易斯安那州立大學物理學家Gabriela González說。她表示，此次發(fā)現(xiàn)只是一個開始。當前，相關工作正在兩個LIGO觀測臺展開，其目的是在新的觀測開始之前（可能在今年夏季），提升兩個探測器的觀測能力，探測到更多引力波信號 。（馮麗妃）

　　▲1990年，LIGO來了！

　　華盛頓州漢福德LIGO觀測臺 圖片來源：LIGO Laboratory

　　▲1916年6月，愛因斯坦預測宇宙中存在引力波。 圖片來源：SCIENCE PHOTO LIBRARY

　　▲1969年6月，約瑟夫·韋伯宣稱探測到引力波。 圖片來源：VOLKER STEGER

　　▲1974年，首顆脈沖雙星將引力波發(fā)現(xiàn)向前推進了一步。 圖片來源：NASA

　　▲2015年9月，升級后更加先進的LIGO。圖片來源：LIGO Laboratory

　　▲2016 年2 月，LIGO 科學家宣布發(fā)現(xiàn)引力波。圖片來源：Chris Maddaloni

　　▲2014年3月，南極BICEP2天文觀測臺合作團隊宣稱發(fā)現(xiàn)原初引力波。 圖片來源：Steffen Richter

　　▲麻省理工學院物理學家、LIGO創(chuàng)始人之一Rainer Weiss用一個道具解釋引力波如何拉伸及壓縮時空結構。

　　▲“愛因斯坦最終成功了。”物理學家、LIGO創(chuàng)始人之一Kip Thorne說。

　　▲2015年9月14日正午前一點，位于德國漢諾威馬普學會引力物理研究所LIGO團隊的科學家注意到一個奇怪的信號。上表對比了華盛頓州和路易斯安那州LIGO設施探測到的信號，以及科學家就這個信號可能如何出現(xiàn)所作的預測。