《三體》和《星際穿越》里的引力波大揭密

2015年8月底榮獲雨果獎（科幻文學(xué)界的諾貝爾獎）的科幻小說《三體》中，羅輯從三體人那里為人類“敲詐”來了一大神器——引力波天線，從而暫時拯救了幾乎快要被滅族的人類。

電影《星際穿越》中，Cooper甚至通過引力波穿越時間和空間給女兒Murph傳遞了信息，正如有篇著名的影評所說：“能夠穿越星際的，不止引力波，還有愛�！�

在現(xiàn)實中引力波真實存在嗎？科學(xué)家們從來就沒有放棄過尋找引力波的蹤跡。

引力波是愛因斯坦廣義相對論（在希格斯粒子現(xiàn)身后也是現(xiàn)代物理學(xué)）中唯一還沒有被直接證實的預(yù)言（存在間接證據(jù)）。

通俗地講，引力波是宇宙中一種特殊的“時空漣漪”，因此也可以將其想象成在時空中的微小起伏。

具備物理學(xué)常識的人們都知道萬有引力無處不在，但是為何引力波卻難以探測呢？實在是因為萬有引力實在太微弱了，只有當(dāng)質(zhì)量達(dá)到如太陽、地球、月亮這樣的數(shù)量級，人們才能感覺到其存在，而引力波相比之下更加微弱。

2014年3月，NASA的美國科學(xué)家們通過位于南極（選擇這里是因為可以避免來自手機(jī)通訊、電視廣播以及其他日常電子產(chǎn)品的電波干擾）的BICEP2（Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization，宇宙銀河系外偏振背景圖像）望遠(yuǎn)鏡觀測到了引力波的相關(guān)信號，這是人類首次探測在宇宙誕生之初的暴漲期中證明引力波存在的直接證據(jù)。

起初，此發(fā)現(xiàn)被譽(yù)為是本世紀(jì)最具突破性的發(fā)現(xiàn)，幾乎被“認(rèn)定”能夠獲得下一個諾貝爾獎，但隨后NASA的這一發(fā)現(xiàn)很快被扇臉，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)觀測結(jié)果顯著只不過是因為有其他效應(yīng)未排除，證實了這只是一場空歡喜，因為這些信號僅僅是宇宙中的星際塵埃而已（論文題目A Joint Analysis of BICEP2/Keck Array and Planck Data，詳見參考文獻(xiàn)）。

▲實驗組文章中展示的偏振分布圖

那么問題來了，人類面對的困難究竟有多大？引力波到底來自于哪里？有可能最終發(fā)現(xiàn)引力波么？引力波真的能夠為宇宙大爆炸理論提供確鑿的證據(jù)嗎？

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