幾十億年前，兩顆巨大的恒星沿軌道繞對方運(yùn)行，并最終相繼死亡，形成了兩個(gè)黑洞。

大約在13億年之前，這兩個(gè)黑洞發(fā)生碰撞，在碰撞發(fā)生前的最后的幾分之一秒內(nèi)，它們在引力的作用下一起完成了幾十次的繞轉(zhuǎn)最終碰撞合并在了一起，產(chǎn)生了劇烈的時(shí)空震蕩。

黑洞碰撞的一絲余音踏上了漫漫的時(shí)空旅程，以光速向著四面八方傳播而去。

當(dāng)這縷余音經(jīng)過本超星系群時(shí)，地球上正是恐龍時(shí)代。

當(dāng)它來到銀河系時(shí)，人類正在創(chuàng)作石洞壁畫。

當(dāng)他接近地球附近的星團(tuán)時(shí)，愛因斯坦通過推理，提出了引力波的概念。

2015年的9月14日，當(dāng)它最終經(jīng)過地球時(shí)，兩個(gè)名為LIGO的探測器捕捉到了它的存在，整顆星球因?yàn)樗倪@一次路過沸騰了。

美國理論宇宙學(xué)家珍娜·萊文，在自己所著的《引力波》一書中記錄下了這一歷史性時(shí)刻，并為我們講述了其背后的故事。

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1915年，愛因斯坦提出了廣義相對論，顛覆了牛頓對于引力的認(rèn)識，同時(shí)徹底革新了我們原先對于時(shí)間與空間的理解。

廣義相對論認(rèn)為：時(shí)空就像是一張巨大的橡皮膜，有質(zhì)量的物體會使時(shí)空發(fā)生彎曲，這彎曲了的時(shí)空則會反過來告訴物體如何運(yùn)動。

而這些在彎曲時(shí)空中加速運(yùn)動的物體，會激起時(shí)空的“漣漪”，也就是“引力波”。

近100年來，愛因斯坦基于廣義相對論提出的其他很多預(yù)言都已獲證實(shí)，然而引力波一直徘徊在科學(xué)家的“視線”之外。

因此在很長一段時(shí)間內(nèi)，在引力波是否存在這個(gè)問題上，學(xué)界一直抱有爭論。

20世紀(jì)70年代，天文學(xué)家赫爾斯和泰勒觀測到兩顆中子星組成了一個(gè)相互繞轉(zhuǎn)的雙星系統(tǒng)。

按照廣義相對論的理論，它們會將軌道能量以引力波的方式傳遞到出去，從而導(dǎo)致星體的軌道半徑緩慢地縮小，運(yùn)轉(zhuǎn)一周的時(shí)間也會隨之縮短。

之后長達(dá)幾十年的觀測結(jié)果表明，這個(gè)雙星系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)一周所需的時(shí)間每年會減少76.5微秒，這與相對論的預(yù)言高度一致。

羅素赫爾斯和約瑟夫泰勒給出了引力波存在的第一個(gè)證據(jù)，驅(qū)散了長久以來籠罩著的迷霧，讓人們對引力波萌生出更強(qiáng)烈的探求渴望。

20世紀(jì)70年代，麻省理工學(xué)院的雷納·韋斯想到了一個(gè)絕妙的點(diǎn)子：用激光的干涉來測量引力波。

這個(gè)想法吸引了許多同樣對引力波抱有熱情的科學(xué)家，逐漸組建起了LIGO的科研團(tuán)隊(duì)。

按照雷納的想法，只需要五步就可以建造出一個(gè)引力波探測器。

第一：尋找一個(gè)不會發(fā)生地震的地方。

第二：建造兩個(gè)相互垂直呈L型的真空管道。

第三：在L形管道的拐角處，放置一臺大功率高能激光器，并用分光器將發(fā)射出來的激光分成兩束。

第四：在干涉臂的末端懸掛一面光滑平整的反射鏡。

第五：調(diào)節(jié)各個(gè)部分，讓激光沿干涉臂原路返回，并在起點(diǎn)處匯合。

一臺探測器這樣就做好了，兩條從反射鏡返回的激光在分光器處發(fā)生干涉。如果兩束激光的傳播距離正好相等，那么它們則會相互抵消。

如果在引力波作用下，一條干涉臂的長度稍有縮短，而另一條干涉壁的長度略有增加，那么兩豎激光的傳播距離就不會相等。

當(dāng)他們重新匯合時(shí)，干涉圖樣可以記錄下兩束激光在傳播距離上的微小差值。

除此之外，還需要在遠(yuǎn)離這一探測器的地方再建造一臺，第二臺探測器不僅可以驗(yàn)證第一臺探測結(jié)果的正確性，還能和第一臺探測器一起確定引力波的發(fā)生位置，就跟人可以用兩個(gè)耳朵判斷聲音的方向一樣。

這么看來，雷納提出的這個(gè)觀測引力波的方法并不復(fù)雜，但是有一個(gè)想法和將這個(gè)想法付諸實(shí)施是兩件截然不同的事。

宇宙中任何加速的物體都可以自然產(chǎn)生引力波，但是正如池塘里的漣漪，隨著在宇宙中的傳播，引力波會變得越來越弱。

只有非常致密的星體以接近光的速度加速運(yùn)動時(shí)，才能夠產(chǎn)生在地球上探測得到的足夠強(qiáng)大的引力波。

而這些引力波到達(dá)地球時(shí)，引起的空間變化大約只有十萬億億分之一。相當(dāng)于在地球周長10億倍的距離上測量出比人的頭發(fā)絲直徑還要小的長度變化。

除此之外，探測器必須可以記錄數(shù)百萬個(gè)星系引發(fā)的空間震蕩，才能使記錄黑洞碰撞成功的概率達(dá)到科學(xué)合理的程度。

因此，引力波的探測成為了歷史上對精度要求最高的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)的探測器干涉臂長達(dá)4KM，所需的各方面實(shí)驗(yàn)資金遠(yuǎn)超各個(gè)基金會的承受范圍。

LIGO的第一任項(xiàng)目負(fù)責(zé)人不得不使出渾身解數(shù)，成功地在20分鐘內(nèi)讓一位議員對宇宙產(chǎn)生了興趣，最終獲得了國會的資金支持。

整個(gè)團(tuán)隊(duì)在數(shù)十年間經(jīng)歷了多次人員重組，研究設(shè)備和研究方法也一次次被優(yōu)化。

最終，付出終于換來了回報(bào)。

在愛因斯坦提出廣義相對論100年后，LIGO從嘈雜的“噪聲”中首次捕捉到了引力波，找到了廣義相對論的最后一塊拼圖。

從伽利略用一架簡陋的望遠(yuǎn)鏡觀察太陽開始，人類把400年來拍攝的一系列靜止的天空照片，匯編成了一部講述宇宙歷史的無聲電影。

而引力波的探測，將為這部電影配上一手不是很悅耳，但卻十分熱鬧的主題曲。