如果没有爱因斯坦的预言，过去100年的科学界就会变得无聊。
基于广义相对论提出的引力波概念就像一朵被抛起的绣球花。几个世纪以来，科学家们一直试图捕捉它，以证明「绣球花」确实存在。
2015年，三位美国物理学家捕获了「绣球花」，并获得了2017年诺贝尔奖。
但一开始，包括他们在内的许多科学家仍然对引力波的存在持怀疑态度。并不是我看错了方向，而是它正在从概念走向现实，并且在未来将具有极大的颠覆性。
三十年前，科学界通过其他手段间接获得了引力波存在的证据。像太阳这样的两个大物体在绕轨道运行时会产生引力辐射。
这是什么意思？你只能知道，当铁板较重或压路机猛烈时，整个铁板会振动很大。这个过程中产生的振动就像引力波。
为了更好地理解，有些人经常用「往湖里扔一块石头，激起涟漪」来比喻。这个比较明显，但是很容易让人认为引力波很容易产生。
其实，根据爱因斯坦的预测，引力波并不容易产生。将宇宙视为一个整体结构，其中所有天体都根据重力大小进行运动。
大天体之所以吸引小天体，地球之所以绕太阳转，都是因为大天体对小天体的引力。根据爱因斯坦的推测，引力现象是由于一个巨大天体的存在而引起的，导致其周围的空间和时间变得不可能并崩溃。
就像一个大海绵垫，上面放了一个10公斤重的球。它导致垫子周围的区域塌陷。如果将1公斤重的球放在垫子上，由于垫子的变形，小球会自动滚向大球。
现在，您将这个海绵垫扩展到宇宙的大小。这种大小的球有无数个。它们彼此之间产生的重力就像它们各自的重量在垫子上施加的扭转力一样。
好吧，如果你在这个垫子上放一个玻璃球甚至一粒芝麻，垫子本身不会改变，因为这两个物体太轻，不会影响整体结构。
其实是因为从相对的角度来看，宇宙和时空显得「坚硬」。有些科学家不使用海绵床垫，而是将其描述为弹簧或弹簧床垫。
弹簧需要一定的力量才能推动，而由所有时空结构组成的弹簧非常坚硬，推动一点点就需要很大的能量。
正因为如此，天体无法产生引力波。近年来，科学家们经过一个世纪的探索，才探测到引力波的存在。
其中一项探测与两个超大质量黑洞的合并同时发生。一个黑洞的质量是太阳的29倍，另一个黑洞的质量是太阳的36倍。两者合并成一个更大的黑洞，碰撞过程中产生强烈的能量。
从我们的角度来看，引起引力波产生的能量非常大，探测或捕获该能量并不困难。但实际情况是，从现有的探测来看，人类仪器捕捉到的能量波动非常小，而且仪器捕捉的精度太低。
造成这种情况的第一个因素是它的根源在宇宙更深处。由于距离我们所在的位置较远，当能量到达地球时，已经减弱到可以忽略不计的值。
还有一个因素是，引力波本身的能量非常大，但是这个能量对现实物质的作用却相当微弱。正因为如此，科学家们认为宇宙和时空非常复杂，能量必须是无限的才能产生某种反应。
为了捕捉能量信号，相关监控设备分布广泛。
汉福德位于华盛顿州，列温斯顿位于路易斯安那州。两者之间的距离超过3000公里。科学家在两地之间设置了探测器。
（位于列温斯顿检测机构所在地）
两地之间的仪器呈L形排列，一台仪器的测量臂长达4公里多。它垂直排列，两端都有反光镜。工作过程中，激光可以在秤的反射臂上来回反射。在这个过程中，如果有什么变化，就可以证明引力波的存在。
理论上确实如此，但两地的设备在1999年才全部完工，2002年运行后，科学家们并没有发现任何东西。
此后的10年里，两地的仪器持续运转，但什么也没检测到。直到2015年，科学家对相关设备进行升级后，运行第三天，机器检测到了13亿光年的一些变化。
设置两套仪器的初衷是为了互相验证对方的数据，可以防止意外因素和错误。在本次观察中，两个地点的监测时间相差仅7毫秒，表明检测是正确的。那时，距离爱因斯坦提出引力波概念已经整整一个世纪了。
3个月后，探测仪器再次探测到新的引力波信号。这次的原因和之前一样，都是黑洞在合并过程中互相绕轨道运行造成的。
虽然已经监测了两次，但科学家们仍持谨慎态度。经过一系列数据比对，直到2016年2月，相关结果才正式向社会公布。
所有检测团队均包括来自世界各地的数千名科学家。我国清华大学的一个研究团队也是这个检测团队的成员。
清华大学研究团队于2009年加入工作，主要做数据计算，提高分析的速度和效率。此外，国内研究人员还参与了引力波爆发、数据分析软件等其他工作。
通过前两次监测，2017年，科学家检测到了新的引力波信号。此时发出的引力波是两颗中子星合并时产生的。
为了监测和捕捉，使用了来自全球70个地面站的设备，其中包括我国在南极昆仑站的观测望远镜。
我国南极巡天望远镜采集的数据显示，中子星在合并过程中释放的物质质量相当于3000个地球的质量。这种巨大的能量使得弹丸的行进速度比光速快0.3倍。
是的，你没有看错，在这个宇宙的时空中确实存在着超光速的现象。这也意味着时空扭曲后的时间转移是可能的。
与之前探测到的黑洞合并相比，中子星合并产生的引力波是前所未有的。由于黑洞本身可以破坏空间和时间，所以这不是问题。
中子星是真实的天体。作为拥有物质的恒星，它们将对科学界下一步了解引力波本身乃至宇宙有很大帮助。
2017年的探测利用引力波直接测量源头到地球的距离。在此过程中产生的电磁信号也可以提供适当的速度。
利用这两点，科学家可以测量和校准宇宙的膨胀率。这样，人类就能逐渐清晰地掌控世界的开始和终结。
从该信息源中，检测引力波并「听到」它们的存在。这些不同接受者的经历可以为科学家提供丰富的信息。未来，多领域合作、异地协同探测将是天文研究领域的新形式。
毕竟根据科学家的说法，过去主要是利用电磁波来探测宇宙。这种形式最多只能「听到」，很多宇宙物质是看不见的。
重力波的质量。未来，利用这种空间和时间的涟漪，可以逐渐探测到更多的天体。从黑洞到暗物质等等，许多天体对科学家来说没有什么可隐瞒的。
比如宇宙中的金、铂等超铁元素就来自于中子星的聚变。这个过程以前从未被检测到，它的检测意味着人类对许多超铁元素的起源有了直接证据。
虽然监测到的信号为科学家提供了很多有用的信息，但仍有许多未解之谜没有答案。例如，科学家目前不知道两颗中子星合并后会形成什么。
它可能是一颗巨大的中子星，也可能是一个黑洞。无论未来发生什么，总质量将等于2.74个太阳质量。
到目前为止，科学家已经探测到了5个引力波信号，而这只是起点。
华中科技大学引力波研究基地位于一个地下洞穴内。整个洞长500多米。由于内部是封闭的，没有外界干扰，也没有电磁波，所以这个空间非常适合精确的物理测量。研究。
另外，洞内的温度也是恒定的，可以控制在0.2度的浮动距离内。只有来自宇宙深处的非常微弱的信号（例如引力波）才需要精确的测量位置。
除了华中科技大学研究基地之外，我国的天眼圆形射电望远镜在探测引力波领域也发挥着不小的作用。国内多家研究单位利用天眼在2023年7月探测到了纳赫兹引力波存在的关键证据。
虽然一切都是引力波，但空间的变化也会使得探测所使用的设备无法相互替代。在宇宙中，不同的天文事件会产生不同频率的引力波。
就像频率为10到1000Hz的引力波，由两个黑洞或中子星合并产生。此前，美国架设的设备以及我国和欧洲的一些引力波探测装置主要用于监测该频段的引力波。
超出这个范围，为了监测更远的距离或更低频率的引力波，需要新的设备。天眼可以探测宇宙深处的脉冲星，然后利用多个脉冲星探测较低频段的引力波。
目前，除了我国的脉冲星计时阵列外，欧洲、北美、澳大利亚、南非、印度也都有相关的探测设备。在2023年天眼探测到主要证据之前，其他探测设备尚未取得精确结果。
所以对于引力波探测来说，这个过程是相当漫长的。而国内外科学家仍在为此努力。
去年法国的一项研究中，科学家使用扭曲激光在时空中产生类似于引力波的涟漪。据科学家介绍，引力波发出的信号在产生和传输过程中不会损失能量。
如果能够利用这一特性，人类未来或许能够开发出引力波通信系统。研究人员模拟了不同强度和形状的激光产生的引力波，发现引力波的频率和模式比宇宙中自然产生的引力波更复杂。
看来，对引力波产生的研究不仅仅只是引力波本身，还可以扩展到其他领域。下一步，研究人员计划建立一个探测系统，进一步研究激光产生的引力波波纹。
人类的探索欲似乎在此时与这些涟漪汇合在一起。
参考：
【爱因斯坦又对了：科学家发现引力波，人类终于听到「宇宙的声音」！】扬子晚报2016年2月13日【引力波：全新维度探索宇宙的声音】人民网2017年10月4日【「捕获」引力波 爱因斯坦百年预言获证】新京报2016年2月13日2016年12月央视【中国天眼是怎么探测到引力波的】北京日报7月12日2016【揭秘天琴一号：为何要在太空中探测引力波？】
