独家科普，发现引力波的意义是什么？

是不是一提到爱因斯坦相对论，就头大。一提到宇宙大爆炸都觉得离我们太遥远。而在一周前天文物理学界大爆炸，探测到了引力波的存在，证明了100年前爱因斯坦的引力波猜想，是人类了解宇宙迈出了极为重要的一步。

作为一个普通大众，我们在被各种社交媒体刷屏的”引力波“洗脑的同时，却很少有人知道，引力波到底是什么?为什么探测到它需要百年努力?它又能给世界带来什么?

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解释时空扭曲

很多人都听说过爱因斯坦的广义相对论，但并不知道它讲了什么。事实上，广义相对论的很多推论是人们的直觉无法理解的。比如这一项——引力的定义。在广义相对论中，引力被归咎与时空的弯曲。

“时空弯曲是什么鬼?”相信大多数人听说之后都是这个反应。它的意思是，我们平时看到的空间貌似是平直的，但真实的情况中，却是像哈哈镜里一样扭曲的。这种扭曲是物质造成的，质量越大，扭曲就越大。

我们可以把宇宙想象成一个蹦床，如果没有任何扰动，它是平坦的。但是有质量的物体出现时，就会出现弯曲。可惜的是，这种弯曲，对于生活在蹦床上的微小生物完全感受不到宇宙的波澜，因为我们太过渺小，我们都是随着大潮涌动，何况这种弯曲太过微小。

假定地球突然的消失了，如果把宇宙比喻成一张特别大的蹦床，那么就好像蹦床上原本坐着一个小孩，而如今他突然调走，蹦床肯定会震动，这种波动就是引力波。

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引力波能带来什么？

对于大众来说，或许会怀疑花费这么多美元——教育家会计算能建多少学校，贫困国家会计算能买多少粮食，诸如此类——去探索引力波有何意义。但对疯狂的物理学家来说，他们会觉得，这不但值回票价，而且就像免费的一样便宜。

爱因斯坦当然会高兴听到这个消息，因为这证明了他不像普通人类的脑袋瓜又对了，他想像出的东西，人们花了大把钞票辛苦了数十年，总算看到了。不过，其他物理学家呢?

我们从小都被告知一个最著名的猜想——宇宙是在一场爆炸中诞生的。这意味着，在时空的开始时，这个大蹦床有一次最剧烈的震动。引力波就能让我们还原这个震动——它是否存在，有多大规模，诸如此类。

除此之外，引力波还能让我们知道，我们看不到的宇宙空间在发生什么。据科学家说，这次的引力波就是我们看不到的超级远的距离上，我们看不到的超级大的黑洞的变化引起的。如果你是《三体》迷，你就可以理解，如果在很远的星系一个文明被高阶文明炸掉了，我们能够第一时间通过引力波知道这个事情是多么重要。

引力波也称重力波，引力波是爱因斯坦广义相对论所预言的一种以光速传播的时空波动，是时空曲率的扰动以行进波的形式向外传递的一种方式。如同电荷被加速时会发出电磁辐射，同样有质量的物体被加速时就会发出引力辐射，这是广义相对论的一项重要预言。

引力波与流体力学中的重力波很相似，当液体表面或内部液团由于密度差异离开原来位置，在重力（gravity force）和浮力(buoyancy force)的综合作用下，液团会处于上下振动以达到平衡的状态。即产生波动。引力波则是由于空间质量和速度的变化导致空间产生的波动。

LIGO在2016年2月11日宣布“探测到引力波的存在”。爱因斯坦广义相对论实验验证中最后一块缺失的“拼图”被填补了。

引力波的发现意义重大，从科学意义上看，引力波可以直接与宇宙大爆炸连接。广义相对论中预言的引力波也可以产生于宇宙大爆炸中，这就是说大爆炸之初的引力波在137亿年后的今天仍然可以探测到。一旦发现了宇宙大爆炸时期的引力波，就可以揭开宇宙的各种谜团，甚至了解宇宙的开端和运行机制。