今天是白色情人節，也是斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）教授逝世2週年紀念日。翻開一本有深度也有溫度的書——《引力波》，重新聆聽那來自宇宙深處的布魯斯，為了浪漫，也為了紀念。
電影《星際穿越》海報
大家一定記得2014年上映的《星際穿越》，這部豆瓣評分9.3的史詩級科幻電影講述了宇航員庫珀和夥伴們穿越蟲洞，去為人類尋找新家園的故事。在茫茫的銀河系兩端，旅行者面對宏大而幽深的宇宙，絢麗而無聲，新家遙遙無期；而守候在地球的家人則面對日益惡化的生存困境而陷入絕望，但最終——引力的神奇魔法——它將父愛化作幽靈，給遠方的孩子以啟示和守護。這部電影的傳奇編劇就是大名鼎鼎的基普·索恩（Kip S. Thorne）。現在讓我們一起跟隨作者的講述去拾取引力波探索的傳奇歷程。
2017年諾貝爾物理學獎得主
2017年10月3日，瑞典皇家科學院宣佈將諾貝爾物理學獎授予雷納·韋斯（Rainer Weiss）、基普·索恩（Kip S. Thorne）和巴里·巴里什（Barry C. Barish）等三名美國科學家，以表彰他們“在LIGO探測器和引力波觀測方面做出的決定性貢獻”。
《引力波》
珍娜·萊文（Janna Levin），生於1967年，哥倫比亞大學巴納德學院天文學和物理學雙學士，麻省理工學院理論物理學博士，現為美國哥倫比亞大學巴納德學院的物理學和天文學教授，布魯克林藝術與科學中心“先鋒工廠（Pioneer Works）”科學總監。她長期與藝術家合作，試圖打通藝術與科學的邊界。用一首時下流行的歌曲《左手指月》的歌詞來形容這位傑出的女科學家非常貼切：
“左手握大地，右手握著天；左手拈著花，右手舞著劍”
02 全書解讀
愛因斯坦的百年猜想，如一句無聲的吶喊，在一個世紀的求索中等待，終於有一天，科學家收到了14億光年之外宇宙的回答，時間和空間的距離，早已超越一切，如神聖而非神聖，怎能不叫人痴迷。
02.1 引力波是什麼？
大家都知道，牛頓力學理論認為：萬有引力發生在任何兩個物體A和B之間，一旦拿走物體A，那麼物體B受到A的引力就隨之立即消失。但是，牛頓錯了！
1916年，愛因斯坦通過他的廣義相對論告訴人們，
世界上不存在什麼速度可以超光速傳播——引力也不行！並且愛因斯坦預言了引力波的存在。
廣義相對論的空間彎曲
要理解什麼是引力波，我們首先了解一下廣義相對論對於引力的解釋：大質量物體造成其周圍時空彎曲，小質量的物體需要具備一定的速度才能不至於掉落，於是小質量的物體繞著大致兩物體公轉。但，此時引力是穩定的，不易不易察覺的。
不過，直到突然有一刻，大質量物體消失（增大或者運動起來）了，他周圍的時空因它狀態變化而恢復平坦（或更加彎曲），這時：原先的彎曲時空中便會出現漣漪，以波的形式向外輻射能量，這就是引力波。
大質量的雙星系統對時空的擾動釋放引力波
不幸也萬幸的是，這種情況很少發生，被歷史短暫，偏安宇宙一角的人類感知到就更難得。直到2015年9月14日，
一道引力波從13億光年之外的宇宙深處傳來，它整整花了13億年到達！送給了人們1秒鐘的信號。而這個信號來自於兩個黑洞的“婚禮”：它倆——一個有29倍太陽質量，另一個有36倍太陽質量——相互靠近並最終結合，釋放出了3個太陽質量的能量（用愛因斯坦的質能方程可以自行計算），這些能量以純引力波的形式向外輻射，然後後後後……13億年……到達地球，用10毫秒的時間先後喚醒了位於美國東南和西北的兩座引力波天文臺——利文斯頓和漢福德的邁克爾遜激光干涉探測器。02.2 引力波：親愛的，我來了！LIGO：來吧，我會加油，爭取接到你！
然而科學遠沒有起個標題那麼輕而易舉，無數的科學家窮盡畢生智慧，用堅定的信仰，堅韌的毅力才收穫預言驗證的那一刻，有的甚至永遠無緣真相。
A. 因為相信，所以義無反顧。
雷納·韋斯（Rainer Weiss），麻省理工學院教授，他堅信引力波的存在，並認為自己的一定能捕捉到它，他為了自己的信仰，工作了近50年。2005年，他辭掉教授的工作，開始一心一意地奮鬥在4000米的混凝土管道里。他總會想起，1975年，在他的項目舉步維艱時，他遇到了偶像級天體物理學家——基普·索恩（Kip S. Thorne），正當雷納和基普準備向加州理工學院提交成立引力實驗項目時，他們想到了天才的實驗設計者羅納德·德雷弗 （Ronald·Drever） 。1979年，羅納德接受了基普的邀請，加入了引力波探測項目。從此，LIGO （Laser Interferometer Gravitational Observatory）激光干涉引力波天文臺項目“三巨頭”聚齊。他們發揮各自的優勢，
一群世界一流的頭腦們，每週工作7天，每天工作16小時。B. 用來發現引力波秘密的儀器，本身就是一個奇蹟。
LIGO的工作原理圖
探測引力波的儀器是一種超高精度的“邁克爾遜激光干涉儀”，它的能通過感知兩個干涉臂細微的長短變化，分辨出時空因引力波而發生的擾動。科學家們的工作就是設計、製造
足夠靈敏的激光干涉引力波天文臺，以使得可以在引力波經過天文臺時“聽到”它。雷納從他1.5米的原型機開始，先後建造了5米，40米，最後到4000米長干涉臂的LIGO，曾經被人嘲笑“連太陽炸了都不會有感覺”的裝置，不斷升級，最後成了驗證引力波的神器，期間多少坎坷掙扎，可想而知。這臺“激光干涉儀”的靈敏度要達到什麼程度：
可以記錄：大約質子直徑（ 1.6xE-15 m）千分之一距離的變化，換算成時間: 就是10的27次方分之一秒。
打個比喻，這樣的測量精度，可以在3個地球並排的寬度上發現一個原子核大小距離的移動。
C. LIGO與引力波浪漫的邂逅是另一個奇蹟。
根據愛因斯坦的廣義相對論，任何一個物體移動，都會發出引力波，但是普通的物體根本不可能攪動“剛硬”的時空。所以，即便是擁有如此靈敏的天文臺，要想讓它感受到時空變化，至少也應該是恆星毀滅級別的天文事件，如果是白矮星，中子星就更好了，
如果是黑洞運動或者合併，那就再好不過了。1000多名科學家與工程師，當然包括意大利和法國人Virgo，以及日本人的TAMA團隊，他們夜以繼日地工作，為了共同的信仰，他們多希望能在愛因斯坦引力波預言100週年——2016年之前——成功“聽見”一次宇宙的“藍調”。雷納說：“一次成功的探測，將為這一切畫上一個圓滿的句號。”
奇蹟發生了，就在兩座激光干涉引力波天文臺——利文斯頓和漢福德調試完成2周之後，不早不晚，2015年9月14日凌晨05：51，13億光年之外的雙黑洞合併，它們發出的引力波抵達了地球！
LIGO收到的引力波
03 結語
珍娜·萊文的《引力波》再現了50年來，LIGO的科學家團隊與信仰相伴，與時間賽跑，最終成功驗證了100年前愛因斯坦的引力波的預言，為廣義相對論的理論找到了最後一塊“缺失的拼圖”。隨後，LIGO合作組分別在2015年12月26日和2017年10月16日宣佈，他們第二、第三次探測到的了引力波信號，我們可以確定自己能“聽到”，並且“聽懂”宇宙的聲音。
回看全書，我們會發現它比電影《星際穿越》更能震撼人心：13億光年的距離，65個太陽質量的雙黑洞系統1秒鐘之內融合，釋放出3個太陽質量能量的引力波，正好顯示在人類“10的負18次方米”精度的儀器上，這樣的邂逅已不能再浪漫。
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