引力理论与宇宙学?宇宙中存在引力波是真理吗( 三 )
宇宙中有一类叫做中子星的天体，密度高达每立方厘米一亿吨!1974年，天文学家发现了一对距离很近的中子星，两颗中子星的质量大约都是1个半太阳(太阳质量是我们地球母亲的33万倍)，相互的旋转周期只有不到8小时 。按照广义相对论的计算，这个双中子星系统的引力辐射高达10的24次方瓦 。这个功率仍然远不足以被直接观测到，但它的间接效应可以被看到：由于引力辐射，这个双星系统损失了势能，两颗星星会靠得更近，导致旋转周期加快 。到1982年，天文学家们终于准确地测量到了这个微小的间接效应：每一年，旋转周期减少了76微秒，和广义相对论的预言完全一致 。这项工作最终获得了诺贝尔奖 。
然而这毕竟不是直接看到了引力波 。宇宙中密度最大的天体是黑洞，两个黑洞靠得越近，旋转得就越快，引力辐射就越强，损失能量更快，因此就靠得更近，旋转得更快，直至碰撞结合，那一瞬间的辐射是最灿烂的 。宇宙如此辽阔，两颗星星相遇的机会非常少;宇宙又如此浩瀚，这样的相遇是不是注定会在某时某刻发生呢?引力波的守望者们，对这种场景用计算机做好了仿真，守株待兔 。
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【引力理论与宇宙学?宇宙中存在引力波是真理吗】网络配图
怎样探测引力波呢?今天的引力波探测器就是130年前迈克尔逊-莫雷实验的升级版 。当年这个实验用来测光速，今天我们知道光速不变，我们用光来测距离 。既然引力波的效应是两个方向的相对长度的变化，两个垂直的激光束就是探测引力波的最好工具 。激光测距的技术的应用很广，你打高尔夫球的时候可能就用过激光测距仪 。但LIGO探测器把激光测距做到了极致，灵敏度超过了10的负21次方(10万亿亿分之一)，足以探测到一公里上千分之一个原子核的长度变化!
LIGO探测器，每一个激光束长达4公里 。130年前，迈克尔逊-莫雷实验启动了相对论的创立;今天，会不会又是这个实验完成对相对论的终极检测呢?
终于有一天，在宇宙深处，两个分别为36倍太阳质量和29倍太阳质量的黑洞碰撞，速度达到光速的0.6倍，碰撞之前二者互相旋转的速度达到每秒几十到100多转 。0.2秒内把三个太阳质量湮灭于无形的时空扰动之中 。这一瞬间的引力辐射，在以和光速相同的每秒30万公里的速度旅行了十三亿年后，于2015年9月14日到达了地球 。此时，这个最灿烂的辐射，衰减到了只有10的负21次方那么极其微弱的空间形变 。但这个惊天大事件，还是被正在调试中的两个相距3000公里的LIGO探测器同时记录了下来 。
这条越转越快，直至拥抱的曲线，和广义相对论的理论计算完全吻合!这是一次完美的拥抱，不仅仅是两个黑洞之间的，也是宇宙和人类的拥抱 。宇宙的伟大，和人类的智慧，都到了极致，才有了引力波的发现!
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