穿越13亿年 美国科学家首次直接探测到引力波存在
两个黑洞相撞产生引力波
美国科学家11日宣布第一次直接探测到引力波的存在。引力波是爱因斯坦广义相对论实验验证中最后一块缺失的“拼图”，它的发现是物理学界里程碑式的重大成果。
在将于《物理学评论通讯》杂志发表的新研究中，科学家探测到的是由黑洞合并产生的一个时间极短的引力波信号，持续不到1秒。它经过13亿年的漫长旅行，于2015年9月14日抵达地球，被刚改造升级的激光干涉引力波天文台（LIGO)的两个探测器以7毫秒的时间差先后捕捉到。
时空涟漪
引力波被人类“捕捉”
“女生们、先生们，我们已经探测到引力波，我们找到它了。”LIGO执行主任戴维·赖茨当天在华盛顿举行的记者会上宣布。来自加州理工学院的赖茨把寻找引力波比作科学上的登月项目。“我们做到了，我们登上了这个‘月球’。”他兴奋地重复道。
LIGO是美国分别在路易斯安那州利文斯顿市与华盛顿州小城汉福德市建造的两个引力波探测器，改造升级后其探测灵敏度大幅提高。10多个国家超过1000名科学家参与了这个搜寻引力波的项目。
引力波是一种时空涟漪，如同石头被丢进水里产生的波纹。黑洞、中子星等天体在碰撞过程中有可能产生引力波。
探测神器
两黑洞合并信号被探测
据介绍，LIGO两个引力波探测器呈现L形排列，利用迈克尔逊干涉仪原理进行测量引力波。两个天文台使用完全相同的设备，但间隔数千公里，彼此进行相关验证，排除偶然因素导致的误判。L形测量壁很长，达到4公里，两个测量器垂直排列，两端各有反射镜面。科学家认为，激光在测量反射壁来回反射，如果干涉条纹发生了变化就说明探测到了引力波。
2015年9月，LIGO升级后被重新使用。其探测灵敏度相比2010年提高了约10倍。重启后的设施探测到两个黑洞合并过程中产生的引力波。这两个黑洞合并前质量分别相当于30个和29个太阳质量，合并后的总质量是62个太阳质量。这意味着3个太阳质量的能量以引力波的形式在不到1秒的时间内释放。释放出的能量有多大，通过爱因斯坦著名的质能方程计算可知，这相当于不计其数的原子弹同时爆炸，其威力相当惊人。这一颤动也在13亿年后传到了地球，这就是此次探测到的引力波。
●解读 “人类终可聆听宇宙的呢喃”
德国马普引力物理所、清华大学博士后、激光干涉引力波天文台科学合作组织成员胡一鸣认为，引力波探测器则是人类的耳朵，人类以前就像是聋子，现在终于可以聆听宇宙的呢喃。
胡一鸣表示，探测到引力波的意义不仅是验证了广义相对论，更对天文探测起着无比重要的作用。他举例说，正如堵住一只耳朵，人就无法分辨声音的来源，只靠一个引力波探测器，也无法确定致密双星并合的信号。因此，以地球为脑袋，引力波探测器为耳朵，科学家们架设起了一座倾听宇宙的“招风巨耳”。
“捕捉”引力波的奇妙之旅
13亿年前
两个恒星量级黑洞撞到了一起，大约3倍于太阳质量的物质，在不到1秒的时间内，被转化为引力波。这在时空中激荡起的涟漪，以光的速度向外扩散。
100年前
物理学家爱因斯坦做出了关于引力波的预言。时空告诉物质如何运动，物质引导时空如何弯曲。当物质在时间的“水面”运动，水波便会荡开。但他又说，在所有能想得到的情况下，引力波的辐射都可以被忽略。
上世纪60年代末
实验物理学家约瑟夫·韦伯用共振法寻找引力波，他自己发明了一种铝制圆筒作为探测工具。他宣称引力波撞击了这一探测器；但实验结果从未再现，又无法解释，因此未获认同。
1974年
两位科学家发现了脉冲双星。这个星体由两个在近距离轨道里相互缠绕的中子星组成，而且以爱因斯坦预测的速度螺旋式向内靠拢——这是引力波存在的间接证据！神秘的引力波，现出了一个朦胧身影。
20世纪90年代起
在世界各地，一批大型激光干涉引力波探测器开始筹建。它们是人类用来捕捉引力波音符的耳朵。
1999年
激光干涉引力波天文台（LIGO）在美国初步建成。一晃10年过去了，它没有探测到任何确定的引力波信号。2010年，LIGO开始对探测器进行升级。
2015年9月
灵敏度提升了10倍的升级版LIGO整装再出发。长臂中的激光再次不知疲倦反复奔跑，等待着引力波降临，那个神奇的干涉图纹的出现。
2015年9月14日
一个与往常并没有什么分别的夜晚，人类终于捕捉到了13亿年前黑洞合并奏出的那首交响曲的音符。他们给它取名为GW150914。爱因斯坦广义相对论的最后一块拼图，被补上了。
2016年2月11日
LIGO科学合作组织向全世界宣布，人类首次直接探测到了引力波。
■专家声音
“我们今天庆祝的发现体现了基础科学的悖论：它是辛苦的、严谨的和缓慢的，又是震撼性的、革命性的和催化性的。”
——麻省理工学院校长
“存在的东西永远就在那里。只是我们不知道，它会在什么时间、什么地点以什么形式被发现。即使不是LIGO，欧洲的eLISA卫星探测，法国和意大利等国合作的VIGRO探测器；德国的GEO 600 探测器，中国的阿里和天琴计划……必然有一个项目能探测到引力波。”
——中国科学技术大学天文系教授蔡一夫
“引力波提供了一种人们看待宇宙的全新方式。人类探测到引力波的这种能力，很有可能引发天文学革命。”
——英国著名理论物理学家斯蒂芬·霍金
“引力波天文学将成为21世纪的天文学。不仅如此，它可能还揭示了有关引力、黑洞及基本物理问题的性质的重要信息。”
——美国亚利桑那州立大学物理学家劳伦斯·克劳斯
“我们可以预期的是，100年后我们的后辈所知道的将与我们所知道的有天壤之别。”
——参与LIGO项目的美国宾夕法尼亚州立大学科学家查德·汉娜
综合新华社、中新社报道
编辑：韦玮