什麼，引力波又雙叒叕來了？
歪歪歪?
聽說國慶就快要過半了呀
大家在國慶期間是不是玩的超開心呀
不過
在玩耍的同時千萬不能忘記學習
比如說
今年的諾貝爾物理學獎剛剛就在瑞典揭曉了。
對，你沒看錯，今年的物理學獎頒給LIGO科學合作組織的三位主要成員：雷納·韋斯（Rainer Weiss）, 巴里·巴瑞希（Barry Barish）, 吉普·索恩（Kip Thorne），以表彰他們在LIGO探測器和引力波觀測方面的決定性貢獻。這實實在在的的確確是眾望所歸呀！
依稀記得，聽到引力波這個名詞還是在2015年，美國航天局宣布探測到來自於兩個黑洞合併的引力波信號。這也是人類歷史上第一次探測到引力波，證實了百年前愛因斯坦的預測
LIGO探測到的來自於兩個黑洞合併的引力波信號
那麼問題來了，到底什麼是引力波，引力波是什麼，what is the引力波？
要說引力波，就得先從時空說起。眾所周知，我們生活的空間長寬高三個維度，這三個維度構成了整個宇宙空間，而很多人不知道宇宙中除了空間維度之外，還存在著一個神秘到我們一無所知卻又普通到我們隨時都能感受到的維度：時間。我們生存的這個宇宙，就是由時間與空間所構成的：長寬高決定了物質的空間結構，而時間則決定著物質在空間中的變化。
說完時空，再說說引力。引力，是有質量的物質對時空產生影響的結果。這裡要注意的是：質量並不是重量，質量是指物體所含物質的數量，而重量則是質量在引力場中的表現。說通俗點就是：質量會造成時空的塌縮，而有質量的物體在這個塌縮的時空中將會由於時空的擠壓而產生重量，所以，相同質量的物體在不同的引力場中，重量也會不同。質量越大，能夠對時空產生的影響就越大，物質的重量也會越大。
聽完這些是不是頓時感覺自己有點方？講個大家在初中物理就接觸到的例子吧。60千克的人在月球上僅重10千克，構成人的物質數量並沒有變，而唯一的變化是月球的質量只有地球的六分之一。
鋪墊已經到這裡了，看到這裡你估計應該能夠猜測出引力波是什麼東西了吧？
質量會造成時空的塌縮，也就是說，有質量的物體將會使時空在四維上出現「凹陷」，為了你好理解，我們把四維展開成二維——
請想像：在一張平整的、有彈性的薄膜上，放置一個有重量的球體，這張薄膜是不是會凹下去？同時，在凹下去的範圍內再放入一個重量輕的球體，這個球體是不是會沿著凹陷掉到重的球體表面？球體越重，是不是薄膜凹陷的越厲害，同時那個小的球體掉落的速度就快？把這個情形恢復成四維空間，這就是引力和重力了。如果你想像力足夠豐富，將這一幕想像到是在四維空間中發生的，那這個四維空間中產生的波動，就是引力波了。
而且由於引力波是存在於四維空間的波動，故它對三維物質的影響並不是推動，而是改變它的三維屬性和時間維度。也就是說，只要引力波足夠強，它將會將它所經過的物質在四維尺度上進行肉眼可見的影響。如果你擁有一雙可以看清飛秒級變化的眼睛的話，你會看到引力波經過的地方物質像波一樣被壓縮或拉升，也許你面前的那個比你高一個頭的人在瞬間會比你矮一個頭，一瞬間後又恢復正常，同時，這個人在那一瞬間經過的時間，或許會比你在同一瞬間經過的時間慢上幾微秒……
從廣義上講，時空中任何運動的物體都會造成時空擾動（請參照水面船隻的情況，其實水中物體運動所產生的擾動性質上更像引力波，只不過那種擾動很微弱且難以被觀測到），也就是說，你的任何一個動作，也可以產生一個微弱到根本無法探測的引力波，甚至蚊子煽動翅膀也會源源不斷的產生引力波。
媽耶，終於闡釋清楚引力波的含義了（雖然我也不是很懂），請問引力波和我有半毛錢關係嗎。醒醒啊，同學，我們在很認真的科普啊，而且！
由於引力波是基於四維空間的波，故它不會被存在於三維空間的物質所阻擋，又由於宇宙空間中的引力波攜帶的能量極大，在同一方向改變物質時損失的能量幾乎可以忽略不計，故而在宇宙尺度下「幾乎不會衰減」。（任何一種形式的波都有一個特點：衰減越小，波中所蘊含的訊息就越清晰、越全面。水波如此，電磁波如此，引力波也是如此。蘊含的訊息清晰、全面同時在宇宙尺度的傳播中衰減極小，那麼就可以讓極遠的接收方無損的接收到訊息。）
以人類當前的技術情況來看，引力波可以讓科學家更加全面的了解整個宇宙，就用這次發現的引力波舉例，科學家甚至可以從短短几微秒的引力波中分析出波源的情況是兩顆大質量黑洞合併，並且科學家可以清晰的知道黑洞合併的過程、用的時間、質量、旋轉速度等很多重要訊息，這在以前電磁波望遠時代是根本不可能做到的事情。
與此同時，引力波的發現為將來的技術發展打開了一扇大門：從直接應用引力波的引力波跨星際通訊，到通過改變引力波推動飛船從而實現超光速飛行的曲速引擎等曾經科幻小說中的東西，都可以通過引力波研究慢慢實現。就如同電磁波發現後，無線充電、手機、雷達等技術，不就是從前小說里的千里眼、順風耳和永遠用不完電的電器么？
噢，原來看似高冷的引力波有這麼多用處的——
那我們能直接觀測利用嗎？
哈哈哈，當然不能，小朋友真是too young too simple。
難道我們就只能這麼看看不說話嗎？
當然也不是。所以說今年的諾獎真的是敲厲害的。剛研製出的先進LIGO系統採用的探測手法是相當簡單而直接的，它利用了引力波輻射的本性和它最重要的性質之一。引力波會造成空間的拉伸或壓縮，其頻率和強度取決於形成這種引力 波的天文事件所具有的一系列特徵。「先進LIGO」設施包括兩條互相 垂直的長臂，長度均為4公里。它將一束激光用分光鏡分成夾角為90度的兩束，然後兩束激光分別被4公 里外的反射鏡反射回來並發生干涉，並且這樣的反射可以來回進行多次，從而大大增加激光運行的路徑長度。由於頻率和波長完全一致，在正常情況下，這兩束激光 應該是完全相同的，但是如果存在引力波作用，則會對這兩束激光的波長頻率產生影響，從而導致兩束激光在疊加的干涉條紋上出現改變。這樣的改變將能夠讓科學 家們判斷兩個繞轉天體各自的質量大小、它們之間的間距以及這玩意系統到地球之間的距離等豐富的信息。
好了好了，最後的最後，讓我們大聲念出三位科學家的名字：雷納·韋斯（Rainer Weiss）, 巴里·巴瑞希（Barry Barish）, 吉普·索恩（Kip Thorne）！！
他們在捕獲引力波的同時也捕獲了諾獎噢。果然啊，追星就得追這些渾身上下閃爍著智慧光芒的大牛啊！
別忘了，愛因斯坦的預言又被證實了喲！
編輯：劉白白、向麻花
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