如果沒有愛因史坦的預言，過去100年的科學界就會變得無聊。
基於廣義相對論提出的重力波概念就像一朵被拋起的繡球花。幾個世紀以來，科學家們一直試圖捕捉它，以證明「繡球花」確實存在。
2015年，三位美國物理學家捕獲了「繡球花」，並獲得了2017年諾貝爾獎。
但一開始，包括他們在內的許多科學家仍然對重力波的存在持懷疑態度。並不是我看錯了方向，而是它正在從概念走向現實，並且在未來將具有極大的顛覆性。
三十年前，科學界透過其他手段間接獲得了重力波存在的證據。像太陽這樣的兩個大物體在繞軌域執行時會產生重力放射線。
這是什麽意思？你只能知道，當鐵板較重或壓路機猛烈時，整個鐵板會振動很大。這個過程中產生的振動就像重力波。
為了更好地理解，有些人經常用「往湖裏扔一塊石頭，激起漣漪」來比喻。這個比較明顯，但是很容易讓人認為重力波很容易產生。
其實，根據愛因史坦的預測，重力波並不容易產生。將宇宙視為一個整體結構，其中所有天體都根據重力大小進行運動。
大天體之所以吸引小天體，地球之所以繞太陽轉，都是因為大天體對小天體的重力。根據愛因史坦的推測，重力現象是由於一個巨大天體的存在而引起的，導致其周圍的空間和時間變得不可能並崩潰。
就像一個大海綿墊，上面放了一個10公斤重的球。它導致墊子周圍的區域塌陷。如果將1公斤重的球放在墊子上，由於墊子的變形，小球會自動滾向大球。
現在，您將這個海綿墊擴充套件到宇宙的大小。這種大小的球有無數個。它們彼此之間產生的重力就像它們各自的重量在墊子上施加的扭轉力一樣。
好吧，如果你在這個墊子上放一個玻璃球甚至一粒芝麻，墊子本身不會改變，因為這兩個物體太輕，不會影響整體結構。
其實是因為從相對的角度來看，宇宙和時空顯得「堅硬」。有些科學家不使用海綿床墊，而是將其描述為彈簧或彈簧床墊。
彈簧需要一定的力量才能推動，而由所有時空結構組成的彈簧非常堅硬，推動一點點就需要很大的能量。
正因為如此，天體無法產生重力波。近年來，科學家們經過一個世紀的探索，才探測到重力波的存在。
其中一項探測與兩個超大品質黑洞的合並同時發生。一個黑洞的品質是太陽的29倍，另一個黑洞的品質是太陽的36倍。兩者合並成一個更大的黑洞，碰撞過程中產生強烈的能量。
從我們的角度來看，引起重力波產生的能量非常大，探測或捕獲該能量並不困難。但實際情況是，從現有的探測來看，人類儀器捕捉到的能量波動非常小，而且儀器捕捉的精度太低。
造成這種情況的第一個因素是它的根源在宇宙更深處。由於距離我們所在的位置較遠，當能量到達地球時，已經減弱到可以忽略不計的值。
還有一個因素是，重力波本身的能量非常大，但是這個能量對現實物質的作用卻相當微弱。正因為如此，科學家們認為宇宙和時空非常復雜，能量必須是無限的才能產生某種反應。
為了捕捉能量訊號，相關監控裝置分布廣泛。
漢福德位於華盛頓州，列溫斯頓位於路易士安那州。兩者之間的距離超過3000公裏。科學家在兩地之間設定了探測器。
（位於列溫斯頓檢測機構所在地）
兩地之間的儀器呈L形排列，一台儀器的測量臂長達4公裏多。它垂直排列，兩端都有反光鏡。工作過程中，雷射可以在秤的反射臂上來回反射。在這個過程中，如果有什麽變化，就可以證明重力波的存在。
理論上確實如此，但兩地的裝置在1999年才全部完工，2002年執行後，科學家們並沒有發現任何東西。
此後的10年裏，兩地的儀器持續運轉，但什麽也沒檢測到。直到2015年，科學家對相關裝置進行升級後，執行第三天，機器檢測到了13億光年的一些變化。
設定兩套儀器的初衷是為了互相驗證對方的數據，可以防止意外因素和錯誤。在本次觀察中，兩個地點的監測時間相差僅7毫秒，表明檢測是正確的。那時，距離愛因史坦提出重力波概念已經整整一個世紀了。
3個月後，探測儀器再次探測到新的重力波訊號。這次的原因和之前一樣，都是黑洞在合並過程中互相繞軌域執行造成的。
雖然已經監測了兩次，但科學家們仍持謹慎態度。經過一系列數據比對，直到2016年2月，相關結果才正式向社會公布。
所有檢測團隊均包括來自世界各地的數千名科學家。中國清華大學的一個研究團隊也是這個檢測團隊的成員。
清華大學研究團隊於2009年加入工作，主要做數據計算，提高分析的速度和效率。此外，國內研究人員還參與了重力波爆發、數據分析軟體等其他工作。
透過前兩次監測，2017年，科學家檢測到了新的重力波訊號。此時發出的重力波是兩顆中子星合並時產生的。
為了監測和捕捉，使用了來自全球70個地面站的裝置，其中包括中國在南極昆侖站的觀測望遠鏡。
中國南極巡天望遠鏡采集的數據顯示，中子星在合並過程中釋放的物質品質相當於3000個地球的品質。這種巨大的能量使得彈丸的行進速度比光速快0.3倍。
是的，你沒有看錯，在這個宇宙的時空中確實存在著超光速的現象。這也意味著時空扭曲後的時間轉移是可能的。
與之前探測到的黑洞合並相比，中子星合並產生的重力波是前所未有的。由於黑洞本身可以破壞空間和時間，所以這不是問題。
中子星是真實的天體。作為擁有物質的恒星，它們將對科學界下一步了解重力波本身乃至宇宙有很大幫助。
2017年的探測利用重力波直接測量源頭到地球的距離。在此過程中產生的電磁訊號也可以提供適當的速度。
利用這兩點，科學家可以測量和校準宇宙的膨脹率。這樣，人類就能逐漸清晰地掌控世界的開始和終結。
從該資訊源中，檢測重力波並「聽到」它們的存在。這些不同接受者的經歷可以為科學家提供豐富的資訊。未來，多領域合作、異地協同探測將是天文研究領域的新形式。
畢竟根據科學家的說法，過去主要是利用電磁波來探測宇宙。這種形式最多只能「聽到」，很多宇宙物質是看不見的。
重力波的品質。未來，利用這種空間和時間的漣漪，可以逐漸探測到更多的天體。從黑洞到暗物質等等，許多天體對科學家來說沒有什麽可隱瞞的。
比如宇宙中的金、鉑等超鐵元素就來自於中子星的融合。這個過程以前從未被檢測到，它的檢測意味著人類對許多超鐵元素的起源有了直接證據。
雖然監測到的訊號為科學家提供了很多有用的資訊，但仍有許多未解之謎沒有答案。例如，科學家目前不知道兩顆中子星合並後會形成什麽。
它可能是一顆巨大的中子星，也可能是一個黑洞。無論未來發生什麽，總品質將等於2.74個太陽品質。
到目前為止，科學家已經探測到了5個重力波訊號，而這只是起點。
華中科技大學重力波研究基地位於一個地下洞穴內。整個洞長500多米。由於內部是封閉的，沒有外界幹擾，也沒有電磁波，所以這個空間非常適合精確的物理測量。研究。
另外，洞內的溫度也是恒定的，可以控制在0.2度的浮動距離內。只有來自宇宙深處的非常微弱的訊號（例如重力波）才需要精確的測量位置。
除了華中科技大學研究基地之外，中國的天眼圓形射電望遠鏡在探測重力波領域也發揮著不小的作用。國內多家研究單位利用天眼在2023年7月探測到了納赫茲重力波存在的關鍵證據。
雖然一切都是重力波，但空間的變化也會使得探測所使用的裝置無法相互替代。在宇宙中，不同的天文事件會產生不同頻率的重力波。
就像頻率為10到1000Hz的重力波，由兩個黑洞或中子星合並產生。此前，美國架設的裝置以及中國和歐洲的一些重力波探測裝置主要用於監測該頻段的重力波。
超出這個範圍，為了監測更遠的距離或更低頻率的重力波，需要新的裝置。天眼可以探測宇宙深處的脈沖星，然後利用多個脈沖星探測較低頻段的重力波。
目前，除了中國的脈沖星計時陣列外，歐洲、北美、澳洲、南非、印度也都有相關的探測裝置。在2023年天眼探測到主要證據之前，其他探測裝置尚未取得精確結果。
所以對於重力波探測來說，這個過程是相當漫長的。而國內外科學家仍在為此努力。
去年法國的一項研究中，科學家使用扭曲雷射在時空中產生類似於重力波的漣漪。據科學家介紹，重力波發出的訊號在產生和傳輸過程中不會損失能量。
如果能夠利用這一特性，人類未來或許能夠開發出重力波通訊系統。研究人員模擬了不同強度和形狀的雷射產生的重力波，發現重力波的頻率和模式比宇宙中自然產生的重力波更復雜。
看來，對重力波產生的研究不僅僅只是重力波本身，還可以擴充套件到其他領域。下一步，研究人員計劃建立一個探測系統，進一步研究雷射產生的重力波波紋。
人類的探索欲似乎在此時與這些漣漪匯合在一起。
參考：
【愛因史坦又對了：科學家發現重力波，人類終於聽到「宇宙的聲音」！】揚子晚報2016年2月13日【重力波：全新維度探索宇宙的聲音】人民網2017年10月4日【「捕獲」重力波 愛因史坦百年預言獲證】新京報2016年2月13日2016年12月央視【中國天眼是怎麽探測到重力波的】北京日報7月12日2016【揭秘天琴一號：為何要在太空中探測重力波？】
