引力波研究科学家：引力波究竟是如何被探测到的，为什么值得我们泪流满面？

之后的一百多亿年的时间里，除了那些原初引力波，宇宙中任何物体只要运动，都会辐射引力波。两个黑洞共舞会释放引力波，超新星爆发会释放引力波，月亮绕着地球会释放引力波，悟空挥动起金箍棒来也会释放引力波，你在路上和心仪的妹子擦肩而过时候，除了你的砰然心动，你，还是在释放着你的引力波。

对啊，你说对了，引力波就是另一种光，这种“光”的本质是时空的波动，但是还是可以把它理解成除了电磁波（光）之外的令一种光。

神说：要有光。

于是奇虾在133亿年后看到了第一种光。

138亿年后

今天，或者说即将，我们就可以看到第二种光！

这绝对是继奇虾同志之后五亿年以来最重要的时代！

这个“即将”是多久？业内普遍认为引力波将在4年内被探测到，同学们啊，才四年，其实就算预计的四年内探测不到，那引力波被探测到也是这个时代要发生的事情。作为恰巧生处于这个时代的每一个人，都应该为这个时代而骄傲，为人类而骄傲，为地球生命而骄傲。这个时代的地球人类，代表着地球生命，可以骄傲地宣布：我们不再失明，我们看到了，我们看到了那第二种光！

这里想插一句，小时候特别喜欢看圣斗士。小学时候经常被里面的什么小宇宙第六感什么的撩得亢奋。是的，引力波探测到了后，人类就会拥有正真的第六感，那种感知时空涟漪的能力。在科学上，人类的这种第六感，无疑是人类的一双“天眼”，可以窥探出许多我们之前看不到的东西，比如大爆炸之后38万年之前的宇宙，比如黑洞的并和等等。有了这双天眼，宇宙的很多奥秘便可尽收眼底！

为什么业内普遍认为是四年内探测到？

我会在后面章节具体说这个，这里先简单介绍下为什么。

说2019年可以探测到是因为引力波的主要探测器ligo在近几年可以完成升级，完成升级之后的ligo具有更高的灵敏度，结合天体物理的各种模型和数据，我们探测到引力波事件可以增加到几十次每年。如果那时还没有探测到引力波，那不是广义相对论出问题了就是天体物理的很多理论出问题 当然也有可能是我们工作没做好；） 另外我想提一下bicep2，其实bicep2的结果被普朗克数据否定也在预料之中。不过就算bicep结果被后来的普朗克数据证实，也称不上是探测到了引力波，只能算引力波存在的一个间接证据。直接探测引力波 主要是靠以ligo为首的几个大型引力波探测激光干涉仪。

为什么探测引力波这么困难？

——引力波把黑洞并合的交响曲带给地球，物理学家设计出仪器来寻找那些波，倾听他们的音乐。

图：蟹状星云中子星。距离我们6500光年，每秒自转30.3次，同时释放着强大的X射线，伽马光以及引力波。

一切看似都是这么美好，是啊，多简单呀，只要广义相对论说他就是存在的，那努力造仪器找不就完了吗？可是很可惜，我们的宇宙中有一样东西特别特别快，还有一样东西特别特别小。

是滴，快的是光速，3亿米每秒；小的是万有引力常数6.674e-11牛平方米每千克。

我把这两个数列在下面：

c=300000000(八个零)G=0.0000000000667（11个零）

霍金在时间简史中开玩笑说，科普书里面加一个公式，销量就会减半。同样我也非常不喜欢在科普文章里面列公式出来，我如果写下下面那个公式，点赞会不会也减半？

文科生不要被这个公式吓到，很简单的都是乘除法啦，安心听我讲，很好理解的！

h0 =40×G×I×f^2×e/（c^4*D）

引力波强度=（40×万有引力常数×转动惯量×频率的平方×椭率）除以（光速的四次方×距离）

就是由于这两个数（c和G），导致我们探测引力波是那么的艰难。

我先简单分析下里面各个量的数值：

I：转动惯量。这个基本和物体的重量和形状有关，简单说，质量越大的物体转动惯量越大，比如中子星，有1.4个太阳质量，他的转动惯量是一个很大的很大的数，大约1e38（嗯，很惊人，一共38个0！）正是由于中子星转动惯量比较大，所以我们可以把它作为一个很好地引力波源，而不是在玩呼啦圈的你。

f：频率。中子星转得越快，引力波越强。不过我们已知的中子星的转速，最快也就每秒钟1000下。所以我们在这项上又赚了6个0！

e：椭率。中子星不是一个绝对完美的球体，如果绝对完美，它转起来对时空是没有扰动的，也不会释放引力波。一般认为他的椭率大概在1e-6。恩，我们在这个参数上损失了6个0.

D：距离。这个不得了，大家知道宇宙其实是很空旷的，恒星间距离都已以光年计算。假设那个中子星离我们1000光年。那么就是1e19米。这次我们亏不少，幸好有前面的38个0顶着。

同学们，不要忘了，我还没有计算万恶的c和G，关键这c还是四次方的！那引力波强度现在是几个0了？1+38+6-6-19-11（引力常数）-8×4（光速）=......-23。

天啊，此役惨败！就算我们用中子星这么完美的天体引力波源，我们要找的引力波强度才0.00000000000000000000001（1e-23）。

这个引力波的强度的影响，相当于1公里的长度上有了1e-19米的变化！

这个是什么概念?

最小的原子氢原子的半径：1e-10m它的原子核半径：1e-15m。

现在，自然告诉我们，如果想看到引力波，我们需要在1公里的长度上找到那小于原子核半径一万倍的空间变化，这......您不是开玩笑嘛？

可以想象当年引力波科学家发现引力波是这么小的一个微弱的量时候，内心是多么绝望！甚至在广义相对论提出后的二三十年中，没人敢尝试找这么微小的的一个量。

所以，别扯什么精密机床，分子拼接这种“高精度”的实验或者设备。我可以无比肯定的说，这个世界上，空间尺度最精密的实验，毫无疑问就是引力波探测。这是自然迄今为止给予人类最高难度的挑战，一度被认为是人类现有技术远远达不到的挑战。想要激发小宇宙获得第六感，自然给我们的要求就是：你要先完成超神之举。

如果引力波可以被人类探测到，我想用我最喜欢电影之一《致命魔术》中的一句台词表达我们的心情：

（编辑：云计算网_泰州站长网）

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