
2017年10月16日,全球數(shù)十家科學(xué)機(jī)構(gòu)聯(lián)合宣布,從約1.3億光年外,科學(xué)家們首次探測(cè)到壯麗的雙中子星并合產(chǎn)生的引力波,及其光學(xué)對(duì)應(yīng)體。
而在2015年,兩個(gè)信號(hào)幾乎同時(shí)被相隔幾千公里的兩臺(tái)引力波探測(cè)器捕捉到了,這兩個(gè)信號(hào)又經(jīng)過4個(gè)多月的細(xì)致分析,最終被確定是引力波。人類也是在那一天第一次偵測(cè)到了引力波。
這個(gè)偉大的發(fā)現(xiàn)就算再過100年也一樣會(huì)被科學(xué)界經(jīng)常提及。
宇宙中最基本的四種相互作用:“引力相互作用,電磁相互作用,強(qiáng)相互作用和弱相互作用”。這四種相互作用,也被稱為“自然界四力”或者“宇宙基本力”。
直到今天為止,宇宙中任何被觀察到的,一切關(guān)于物質(zhì)的物理現(xiàn)象,在物理學(xué)中都可借助這四種基本相互作用的機(jī)制,來進(jìn)行描述和解釋。
而這四種相互作用中,電磁力、強(qiáng)力、弱力這三種都在上世紀(jì)中期時(shí)就已經(jīng)被探測(cè)并證明存在了,只有引力的作用一直存在于理論中,關(guān)于它存在的證據(jù):引力波,卻一直沒有被發(fā)現(xiàn)。
從引力波難以測(cè)量就可以知道,拓展世界觀的方法強(qiáng)烈依賴于觀測(cè),觀測(cè)工具的發(fā)展就是人類文明推進(jìn)的原動(dòng)力。世界的廣闊跟奇妙,今后都只會(huì)從當(dāng)前我們用任何設(shè)備都測(cè)不到的那些細(xì)節(jié)中鋪展開來。
對(duì)于愛因斯坦的《廣義相對(duì)論》,可以用一種比較形象的方式來解釋:時(shí)空的彎曲,或者說,是帶質(zhì)量的物體進(jìn)行加速度運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的波。
此次公布的引力波探測(cè)事件,是兩個(gè)中子星合并時(shí)所釋放的引力波。在距離地球1.3億光年的長(zhǎng)蛇座星系NGC4993中,兩顆中子星彼此吸引著,越轉(zhuǎn)越近,最終它們相互合體……
愛因斯坦是引力波理論的奠基人。之所以成為奠基人,是因?yàn)閻垡蛩固褂脭?shù)學(xué)工具定量地描述了一個(gè)新事物,并且58年后就被驗(yàn)證理論是正確的。
其實(shí),在愛因斯坦之前,拉普拉斯在1705年,赫維塞德(Oliver Heaviside)在1893年,數(shù)學(xué)家龐加萊在1905年都推導(dǎo)出引力波的存在,但直到1916年愛因斯坦花了整整兩年的時(shí)間用數(shù)學(xué)工具定量的描述了引力波。
探測(cè)到引力波的最直接成果之一,就是使得廣義相對(duì)論真正成為了完備驗(yàn)證的理論。
事實(shí)上,科學(xué)上每個(gè)偉大的壯舉,都是在前人已經(jīng)鋪就的道路上又延伸出了一段的成就,沒有前人足夠多的鋪墊,一個(gè)人再聰明,精力再旺盛,也是不可能獨(dú)自開創(chuàng)一門學(xué)科分支的。
由此,我們看到,雖然不是每一個(gè)令人著迷、值得研究的東西都是可以量化的,并且基于數(shù)學(xué)能提出一個(gè)理論。但一旦可以,這個(gè)研究對(duì)象將變得比其它不可量化的事物更加可預(yù)測(cè)。
似乎冥冥之中自有天意,1915年愛因斯坦發(fā)表場(chǎng)方程,建立廣義相對(duì)論,隔年他利用廣義相對(duì)論預(yù)言引力波的存在,百年之后人類第一次直接探測(cè)到引力波,完備驗(yàn)證了廣義相對(duì)論。
每個(gè)科學(xué)突破的背后,都有眾多的偶然,科學(xué)突破可以誕生,是足夠多的偶然積累在一起形成的大概率事件。
了解引力波,也許對(duì)于我們普通人并沒有什么實(shí)質(zhì)性的意義,但現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展早就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了人類常識(shí),去了解和學(xué)習(xí)這些理論和知識(shí),也許對(duì)日常生活沒有幫助,但是它能讓我們更敬畏我們生活的這個(gè)世界,也讓我們更敬畏自己。? ?