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2015 年 9 月 14 日淩晨，發生了一個成爲科學界真正突破的事件：兩個黑洞在太空中相撞。它們中的每一個都比太陽重 30 倍，並繞著它的“姐妹”旋轉了數百萬年。隨著每一刻的流逝，它們的軌迹越來越接近，直到最後，它們融合成一個巨大的宇宙物體。

在合並前的幾分之一秒，黑洞産生了以光速傳播到整個宇宙的振動。數十億年後，激光幹涉儀引力波天文台 (LIGO) 在地球上檢測到了這些波動。該信號僅持續了五分之一秒，成爲第一個有記錄的引力波觀測。

引力波是由引力相互作用引起的空間振動。引力是作用在宇宙中任意兩個物體之間的吸引力。因此，我們每個人都吸引著地球、月亮、太陽和每一顆星星，而它們反過來又吸引著我們。重力的強度取決于物體的質量和到物體的距離。因此，通過觀察引力場的變化，我們可以了解空間物體的運動和相互作用。這些變化稱爲引力波。

引力波類似于將石頭扔進池塘所引起的水面圓圈，從源頭發散，逐漸減弱。但這些波的本質是什麽？

阿爾伯特·愛因斯坦在他的相對論框架內引入了時空概念——一個四維連續體，其中引力表現爲質量存在引起的曲率。因此，時空中的大質量物體會在自身周圍産生一個“凹痕”，在這個凹痕中移動的物體會彎曲以跟隨其輪廓，就像球沿著曲面滾動一樣。

至于引力波，當引起“凹痕”的質量移動時，就會發生引力波。這種運動産生了通過時空傳播的波，就像水面上的波浪一樣。

如果我們的感官對引力波敏感，我們會如何感受到引力波？想象一下，您被向兩側拉伸，同時您的身體從上到下被壓縮，然後反之亦然 - 被上下拉伸，水平壓縮。這些身體形狀的周期性變化會隨著引力波穿過你而及時發生。

然而，實際上，人類的感官無法感知如此微小的變化。這就是爲什麽科學家們創造了專門的探測器，例如能夠探測引力波的 LIGO。這些設備分布在世界各地，形狀像字母“L”，並配備了激光來測量“手臂”之間的距離。當引力波穿過探測器時，它會改變其“臂”的長度，並由設備記錄下來。

一旦探測器探測到引力波，科學家就能夠分析其來源。像 LIGO 這樣的設備可以比作巨型太空無線電。我們周圍的無線電波是看不見和無形的，需要專門的接收器來感知它們傳輸的音樂。同樣，LIGO 探測引力波，爲科學家提供材料來分析和獲取有關成爲這些波源的物體的數據。因此，研究人員可以確定物體的質量和運動軌迹等參數。

一個有趣的事實是，引力波也可以通過將其信號轉換爲聲波來“聽到”，類似于收音機將無線電波轉換爲音樂的方式。因此，兩個黑洞的碰撞可以用聲音來表示。科學家將這種聲音描述爲“叽叽喳喳”——一種逐漸改變頻率的哨聲，是兩個相互旋轉的物體相互作用的特征信號。這只是引力波如何告訴我們宇宙中發生的事件的一個例子。還有其他高能天文事件也可以産生引力波，例如超新星爆炸或中子星碰撞。

每當我們創造出探索太空的新工具時，我們都會遇到意想不到的發現，這些發現可能會徹底改變我們對宇宙的理解。LIGO 也不例外。在其相對較短的存在時間內，該探測器已經爲我們提供了有價值的信息，例如，黑洞碰撞發生的頻率比之前想象的要高得多。無法肯定地說使用這個工具我們還能發現什麽，但可以肯定地說這些發現將是令人興奮的。