蕭伯納曾這樣評價愛因斯坦:“有一種偉人,他不建立帝國而是創(chuàng)造宇宙。他的手連一個人的血都沒有沾染……我對任何宗教都不抱虔誠之心,卻有對宇宙的虔誠”。
家庭生活不再那么使人煩悶,這使得他有更多時間思考自己的廣義相對論理論。
愛因斯坦建立的引力場方程在真空弱場條件下的解,同麥克斯韋電磁場方程的解具有相似的形式。
愛因斯坦認(rèn)為,廣闊無垠的宇宙中,時間和空間就如同一幅幅平整的布匹,而當(dāng)它們存在一定的高度集中的質(zhì)量或者高度集中的能量時,這些質(zhì)量或能量就會使其附近的時間和空間發(fā)生卷曲。時間和空間場的卷曲會產(chǎn)生引力。
處在引力輻射場中的物體的大小和形狀也會在引力波的作用下不斷變化,可引力比電磁力弱很多,這種變化太微小了,以至于人們沒辦法測量。
雖然愛因斯坦對引力場方程取近似值后得到了波動解,但人們還是懷疑引力波的存在,直到上世紀(jì)30年代,他和羅森在場方程中求得嚴(yán)格的柱面波解,于是這種理論才被人所接受。
愛因斯坦還預(yù)言,引力波應(yīng)該是橫波,它在真空中是以光速傳播的。通俗的講,好比幾片樹葉飄落在平靜湖面,攪擾起一圈圈不斷擴散的波紋,引力波,正是時空的“漣漪”。
如此我們可知,除非我們非??拷@片“樹葉”,或者這片樹葉的重量極大,否則很難觀察到它擾動出的波紋。
因此在宇宙里,只有非常大的天體才會發(fā)出較容易探測的引力波(如超新星爆發(fā)或兩個黑洞相撞,而這種情況非常罕見)。
一代又一代的科學(xué)家們開始了他們的探索之旅。
上世紀(jì)60年代,美國馬里蘭大學(xué)的Joseph Weber開始了一番沖鋒。
由于引力波特殊的性質(zhì),它幾乎不和任何其他物質(zhì)發(fā)生作用,它寂靜地穿行在宇宙中,無法直接觀測。幸而引力波與引力波之間會發(fā)生相互作用,人們也就可以用間接方法來探測引力波的存在。
用鋁棒不行,用激光干涉法可不可以?
那一年是1974年,美國馬塞諸薩大學(xué)的天文學(xué)家泰勒(Joseph Hooton Taylor)和赫爾斯(Russell Alan Hulse)在使用波多黎各阿雷西博天文臺的世界上最大的射電望遠鏡研究脈沖星的過程中,發(fā)現(xiàn)在雙星里至少有一顆伴星是雙星脈沖星。
二人因此獲得了1993年的諾貝爾獎。
可是,至此,人們?nèi)詻]有真正觀測到引力波。它依然孤零零地在浩淼宇宙中傳播,卻無人聽到它那壯麗的音樂。
1991年,麻省理工學(xué)院與加州理工學(xué)院在美國國家科學(xué)基金會(NSF)的資助下,開始在路易斯安那州和華盛頓州聯(lián)合建設(shè)兩座激光干涉儀引力波觀測臺,他們將其命名為“激光干涉引力波天文臺”(LIGO)。
2002年,LIGO觀測臺開始啟動。它們相隔3000千米,最大限度地排除了地震,飛機起飛,大型車輛震動等干擾因素。
2003年開始,不斷有數(shù)據(jù)傳回科學(xué)家們的電腦,可是一無所獲。
太空之中只有永不熄滅的噪聲,人們?nèi)晕凑业侥且荒ㄓ钪娉跏紩r就開始傳達的漣漪。
轉(zhuǎn)眼已是2016年,距離愛因斯坦提出相對論的年份,已過去整整一百年。
人類尋找引力波,也找了整整一百年。
2016年2月11日,LIGO宣布,它們已于2015年9月14日首次探測到引力波,證實了愛因斯坦100年前所做的預(yù)測,這是人類首次直接探測到引力波的存在,其后又花費數(shù)月時間驗證數(shù)據(jù)并通過審查程序,才證實這個消息。
美國“激光干涉引力波天文臺”(LIGO)執(zhí)行主任戴維·賴茨在記者會上宣布:“女生們、先生們,我們已經(jīng)探測到引力波,我們找到它了?!?/span>
加州理工學(xué)院的賴茨更加興奮:“我們做到了,我們登上了這個‘月球’?!?/span>
一百年前,愛因斯坦用廣義相對論準(zhǔn)確地預(yù)測了引力波的存在,可它們是如此微弱,猶如漣漪,我們很難觀測。幸而技術(shù)在不斷進步,人類也從未放棄對引力波的探索。
宇宙在轟隆作響,時空在不斷顫動,引力波攜帶著最遠古的信息,穿過茫茫的空間與億萬的時間與我們相遇。我們早就知道它存在了,只是如今才真正發(fā)現(xiàn)它。因此基礎(chǔ)科學(xué)所展示的美麗與莊嚴(yán),足以令人心旌搖曳,胸懷激蕩。
一百年前,愛因斯坦喃喃自語:我知道了。
一百年后,所有為探測引力波事業(yè)而做出貢獻的人們也可以驕傲的宣布:我們做到了。寄蜉蝣于天地,渺滄海之一粟。
而浮生若夢,為歡幾何?
譬如朝露,去日苦多。
朝聞道,夕死可。
1.說說你眼中的引力波?
2.你對文章開頭蕭伯納的那段評價有什么看法?
3.你喜歡愛因斯坦嗎?能列舉幾個理由嗎?