若愛因史坦未曾預言，百年科學界或將索然無味。
基於廣義相對論中提出的重力波概念，科學家們歷經一個世紀，如搶奪繡球般競相追逐，力求證實這一「繡球」的真實存在。
至2015年，三名美國物理學家成功獲得了「繡球」，因此榮獲了2017年的諾貝爾獎。
在初始階段，許多科學家，包括他們，對重力波的存在仍抱有疑慮。這並非因為他們的探索方向有誤，而是因為從理論到實際觀測，重力波所帶來的潛在變革性實在太大。
【時空扭曲下的重力波】
三十年前，科學界已間接證明重力波的存在。當兩個像太陽般巨大的天體相互繞旋時，會釋放出重力放射線，這為重力波的存在提供了有力證據。
簡而言之，你可以將這一現象想象成一塊堅固的鐵板受到碌碡或壓路機碾壓時，整塊鐵板會產生劇烈的震動。這種震動與重力波的產生過程相似，都是由於某種力量對物體產生的擾動。因此，你可以將鐵板上的震動理解為重力波的一種簡化形象。
有人以投石入湖，泛起漣漪來比喻重力波，形象生動。然而，這種比喻可能會讓人誤解為重力波的產生輕而易舉，實則不然。
愛因史坦曾預言，重力波的產生並不容易。他認為宇宙是一個整體結構，天體在其中根據重力大小執行。因此，重力波的產生需要特定的條件和情況。
大天體吸引小天體，地球圍繞太陽旋轉，皆因重力作用。愛因史坦推測，這種重力現象源於大品質天體周圍時空的扭曲和塌陷。重力讓宇宙萬物相互牽引，形成奇妙的宇宙景象。
如同一個大型海綿墊，其上放置了一個10公斤重的球，導致墊子的周圍部份都向下凹陷。隨後，當在墊子上再放置一個1公斤的球時，由於墊子的形變，小球會不自覺地滾向大球。
設想一下，若將這塊海綿墊子無限制地延展，直至覆蓋整個宇宙，上面散布著無數這樣大小的球體。它們之間產生的重力，就像它們各自的重量在海綿墊子上施加的扭曲效應一樣。這樣，每個球體都對墊子產生影響，造成周圍空間的彎曲，與宇宙的重力場相似。
當你在這張墊子上放置一個玻璃球，甚至是一顆微小的芝麻時，墊子本身並不會發生任何改變。這是因為這兩種物品的重量過輕，無法對墊子的整體構造產生實質性的影響。簡而言之，它們的重量不足以引起墊子的任何顯著變化。
從相對的角度來看，宇宙時空顯得非常堅硬。科學家們更傾向於使用彈簧或彈簧床墊來比喻，而非海綿墊子。這種描述凸顯了宇宙時空的堅硬特質，強調了其不易被壓縮或變形的性質。
為了壓縮彈簧，必須施加一定的力量。同樣地，構成整個時空結構的彈簧異常堅硬，只有巨大的能量才能使其產生微小的形變。
重力波並非所有天體都能產生，因此科學家們花費了一個世紀的時間來尋找它。幸運的是，近年來他們終於探測到了重力波的存在。
在某次探測中，我們恰好觀測到了兩個巨大品質的黑洞合並的壯觀景象。一個黑洞的品質相當於太陽的29倍，另一個則是太陽的36倍。這兩個巨大的天體相互融合，形成了一個更為龐大的黑洞，而在碰撞的瞬間，釋放出了巨大的能量。
【怎麽來探測它的存在】
雖然從我們的角度來看，重力波所蘊含的能量似乎十分巨大，理應容易被探測或捕獲。但實際情況是，盡管我們已經進行了多種探測嘗試，但人類儀器所能捕捉到的能量波動卻異常微弱，甚至需要極其精確的儀器才能成功捕捉。這表明，盡管重力波的能量看似強大，但在實際探測中卻面臨著巨大的挑戰。
造成此現象的首要因素是，其源頭深藏於宇宙的遙遠角落。由於距離我們所在之處的遙遠，這些能量在抵達地球時，已變得微弱到可以忽略不計。
另一個影響因素是，盡管重力波自身的能量巨大，但當它們作用於實體物質時，其影響卻異常微弱。正因如此，科學家們堅信宇宙時空極為堅固，唯有無窮大的能量才能引發其產生某種反應。
要捕捉其能量訊號，監測裝置遍布廣闊區域。
漢福德位於華盛頓州，列溫斯頓位於路易士安那州，兩地相隔3000多公裏。盡管如此，科學家仍在這兩個地方之間布置了探測器。
兩地的儀器呈L型布局，其中一台裝置的測量臂長達4公裏以上，垂直設定，兩端配置有反射鏡面。在操作過程中，雷射會在測量反射臂上不斷反射。任何在此過程中產生的變化，都將作為重力波存在的證據。
盡管理論上可行，但兩地裝置在1999年便基本建成，2002年開始執行後，科學家們並未發現任何跡象。
在過去的十年裏，盡管兩地的儀器一直在不間斷地執行，但卻始終一無所獲。直到2015年，科學家們對裝置進行了升級，僅僅在機器重新執行的第三天，就捕捉到了來自13億光年外的某種奇異變化。
原先配置的兩套儀器是為了相互校驗數據，從而排除偶然誤差。在本次觀測中，兩地的監測時間差僅為7毫秒，這進一步證實了觀測結果的準確性。值得一提的是，這次實驗正值愛因史坦提出重力波概念一個世紀之後。
三個月之後，探測儀器捕捉到了新的重力波訊號，其產生的機制與先前相同，是由於黑洞合並時相互繞旋而產生的。
盡管已經檢測到兩次，但科學家們仍持謹慎態度，並經過多次數據比對，直到2016年2月才正式對外釋出相關結果。
經過全球範圍內的選拔，探測團隊集結了上千位傑出科學家，其中不乏來自清華大學的精英研究團隊，他們共同肩負著探索未知世界的重任。
自2009年起，清華大學研究團隊積極投身於該領域，聚焦於數據計算，致力於提升分析速度與效率。同時，國內的研究者們還廣泛參與了重力波暴及數據分析軟體等多項工作。
在2017年，科學家們在之前的兩次監測的基礎上，成功捕捉到了新的重力波訊號。這次的重力波源自兩顆中子星在合並過程中的能量釋放。這一發現為科學家們提供了寶貴的數據，進一步推動了重力波研究的深入。
全球範圍內，為了進行監測和捕捉，共部署了70個地面站點的裝置，其中包括中國在南極昆侖站設立的巡天望遠鏡。
中國南極巡天望遠鏡收集的數據顯示，當中子星合並時，會釋放出相當於3000個地球品質的物質。這種驚人的能量使得拋射物質的速度比光速還快0.3倍。
你沒看錯，宇宙中確實存在超光速現象。這暗示著，時空扭曲後時間改變的可能性也是存在的。
與先前觀測到的黑洞合並相比，中子星合並釋放的重力波更具突破性。這是因為黑洞本質上便能扭曲時空，自身並不包含物質。
中子星，作為一種實際存在的天體，擁有實質的物質構成。對於科學界而言，深入研究中子星將對理解重力波的本質乃至宇宙的奧秘產生深遠影響。
【重力波能幫助科學家發現什麽】
2017年的探測技術取得了重大突破，它運用重力波直接測算了源頭與地球之間的距離，並在此過程中捕獲了電磁訊號，從而得出了相應的速度數據。
科學家借助這兩點資訊，能夠精確地測量和校準宇宙的膨脹速率。這樣，人類對宇宙的起源和終結點的理解將逐漸變得明確和深入。
從資訊來源分析，探測不僅能「觀測」到重力波，還能「感知」其存在，這些不同的感知方式為科學家提供了豐富的數據。展望未來，跨領域合作和全球協同探測將成為天文學研究的新趨勢。
科學家在探索宇宙時，歷來以電磁波為主要手段，盡管電磁波能夠捕捉到諸多資訊，但其局限性在於無法觀測到眾多宇宙物質。換言之，電磁波最多只能「聽到」宇宙的聲音，而無法真正「看到」其全貌。
隨著重力波的成功探測，未來我們有望利用這種時空漣漪來深入探索更多天體的奧秘。從黑洞到暗物質，科學家們將能夠揭開更多宇宙的秘密，讓曾經遙不可及的天體無所遁形。
例如，金、鉑等超鐵元素在宇宙中的誕生之地便是中子星合並。此前，人類一直未能探測到這一過程，而現在的探測成果為我們提供了確鑿的證據，讓我們對大量超鐵元素的起源有了更深入的了解。這一發現不僅拓寬了我們對宇宙的認知，也為我們探索更多未知領域提供了寶貴的線索。
盡管科學家從監測到的訊號中獲得了大量有價值的資訊，但仍有許多謎團尚未解開。例如，對於兩顆中子星合並後將形成何種天體，目前科學家們仍然無法確定。
科學家已經探測到五次重力波訊號，這僅僅是個開始。未來，我們有望見證更多這一神秘現象的發現。
【中國在重力波探尋上的發現】
華中科技大學設有重力波研究基地，它坐落於地下深處，延伸超過500公尺的山洞之中。這個獨特的地下環境因其與外界隔絕，無電磁波幹擾，成為了精密物理測量研究的理想場所。
山洞內的溫度維持穩定，波動範圍限制在0.2度以內，這是為了提供一個精確的測量環境。只有在這樣的條件下，才能捕捉到來自宇宙深處的微弱重力波訊號，它們是如此微小，以至於需要極高的精度才能檢測到。
除華中科技大學研究設施外，中國的球面射電望遠鏡——天眼，在重力波探測領域也有著卓越貢獻。2023年7月，多家國內研究機構透過天眼成功捕獲納赫茲重力波的關鍵性證據。
雖然重力波的本質相同，但由於空間環境的差異，探測裝置無法相互替代。在浩瀚的宇宙中，不同的天文現象會產生頻率各異的重力波。
頻率為10到1000赫茲的重力波，源於黑洞或中子星的合並。此前，美國和歐洲的重力波探測裝置，以及中國的監測裝置，主要目標均為這一頻率範圍的重力波探測。
若欲觀測超出此範圍的重力波，特別是那些來自遙遠宇宙或低頻段的波動，則需借助創新的科技裝置。天眼的功能不僅限於尋找宇宙深處的脈沖星，更可借助這些脈沖星構建陣列，從而深入探索頻率更低的重力波。
目前，除了中國的脈沖星測時列陣，歐洲、北美、澳洲、南非和印度也都配備了相關的探測裝置。然而，在天眼於2023年探測到關鍵性證據之前，這些裝置並未獲得確鑿的結果。
重力波的探測過程相當漫長，但國內外科學家們並未放棄，仍在為此不懈努力。
【結語】
在法國去年的一項研究中，科學家們透過扭曲雷射，成功模擬了重力波產生的時空波動。據科學家觀察，重力波在傳遞過程中，其訊號能量並不會有所損失。
如果能夠掌握這種特性，未來或許有人能夠研發出重力波通訊系統。研究人員已經模擬了多種功率的雷射產生的重力波形態，發現與自然宇宙中的重力波相比，其頻率和波形模式更為復雜。這些研究成果為未來的重力波通訊技術的發展提供了新的思路和方向。
從重力波催生的研究來看，其影響不僅局限於重力波本身，還擴充套件到了其他多個領域。目前，科研人員正計劃構建一個先進的探測系統，以深入探索雷射產生的重力波漣漪。這個系統將為未來的研究提供有力的支持。
人類內心的探索欲望，在這一刻似乎與波紋漣漪交織在一起，共同構成了一幅充滿未知與神秘的畫卷。
在獲取資訊的過程中，參考資料起著不可或缺的作用。它們是研究的基石，為我們提供了必要的知識背景和理論支持。無論是撰寫學術論文、進行計畫研究，還是了解新的領域和技術，參考資料都是我們獲取準確、可靠資訊的重要途徑。在選擇參考資料時，我們需要註意其權威性、專業性和時效性。權威性的資料通常來自於知名機構、專家或學者，具有較高的可信度和影響力。專業性的資料則針對特定領域或主題，提供了深入的分析和獨到的見解。時效性的資料則反映了最新的研究成果和發展趨勢，使我們能夠緊跟時代的步伐。總之，參考資料是我們學習和研究的重要工具。透過合理利用和參照參考資料，我們可以更加深入地了解某個領域或主題，為自己的學習和研究提供堅實的支撐。
【科學家證實愛因史坦預言：重力波被探測到，人類聆聽宇宙新聲】 2016年2月13日揚子晚報【探索宇宙新維度：重力波研究取得重大突破】 2017年10月4日人民網【重力波被「捕獲」：百年預言成真】 2016年2月13日新京報【天琴一號揭秘：太空探測重力波的重要性】 2019年12月20日央視網【中國天眼揭秘：如何探測重力波】 2023年7月12日北京日報
