关于引力波，你需要知道的四大细节

天汉一家亲

     1.百年前,爱因斯坦说了些什么?
     我们都知道,引力波的发现,验证了百年前爱因斯坦广义相对论的最后预言,那么,有关引力波,爱因斯坦到底说了些什么呢?简单来说,该理论称时间和空间会在质量面前被弯曲,时空弯曲的效应就是我们日常感受的引力。当两个黑洞彼此围绕,它们把周围的时空伸展和压缩,就像孩子们在蹦床上跑来跑去,生成可以传播到周边的振动；这些振动就是引力波。
    2.发现引力波的装置是谁发明的?
     引力波被发现,要归功于名字拗口的引力波探测系统——激光干涉引力波天文台(英文简称 LIGO)。 而这一探测系统的开发则要归功于赖纳·维斯这位今年83岁高龄的物理学家。早在1972年,他最先提出 LIGO 项目的设想。 LIGO 探测系统著名的L型设计就源于维斯的洞见——想象两个人躺在地上,他们的头挨着,身体形成90度角。当引力波通过他们时,其中一个人会被拉长,另一个人会被缩短；下一时刻,相反的情况会发生。当引力波朝着一个方向拉伸时空,一定会在另一方向压缩时空。
     为了达到必要的测量精度,维斯还建议使用光来作为尺子。他设想在L形状的拐弯处放置激光源。激光源会向设备上两个管子的尾部发射两束激光,在各自尾部会放置一个镜子来反射激光。光在真空中的速度是常数,所以当两个管子都去除了空气和其他粒子后光束应该同时在拐弯处重逢,除非引力波通过这个结构。在这种情况下,光源和镜子间的距离会有小的变化。既然一束光现在会旅行比它孪生伙伴更短的距离,它们不再会在相位上保持一致,差距越大,表明引力波越强。
     3.LIGO到底有多敏感?
     可以说 LIGO 是史上最敏感的设备,而且对除了引力波外的任何其他东西都不敏感。为了排除干扰,光抽真空就需要40天。结果是造出了地球上最纯净的真空环境,只有大气海平面浓度的万亿分之一。但要排除的干涉还有太多——本地陆地上的风声,或者临海的海风,遥远的雷电……所有这些都可能会被误认为是引力波,每一个干涉都需要被排除和控制住。拿一个 LIGO 子系统做例子,它可以应对微小的地质抖动,启动减震功能,用相反的力作用在反射镜上来抵消,保持镜子的稳定。
    4.发现引力波时,LIGO听到了什么?
     那是一声微弱的由低到高的呼叫,被天文学家称为“蛐蛐叫”。当这个声音到达地球的时候,已经变得很轻很轻,不过通过一些简单的声音处理,可以使它听上去像一个滑音。如果你也想听听,那么“用你的手指背面的指甲尖,在钢琴键盘上从最低音A滑动到中音 C, 你就可以听到这个信号。”            （《新华每日电讯》