 时空结构中的波纹  位于意大利的引力波实验设备拥有两个3公里长的“手臂” 在意大利城郊距离比萨不远的地方，马上将上演一场大型实验活动。如果实验取得成功，科学家将能首次直接观测引力波，并证实阿尔伯特-爱因斯坦的伟大预言。如果实验失败，那么科学家将需要重新审视物理学定律。此次“先进处女座”引力波天文台实验将搜寻宇宙中最难以捕捉的天体物理现象。作为“先进处女座”项目的国际研究小组成员之一，比萨大学科学家弗朗哥-弗拉斯科尼博士表示：“或许我们有机会在地球上首次探测到引力波，如果实验成功，那将证明爱因斯坦一百年前的预言是完全正确的。” 1915年11月25日，阿尔伯特-爱因斯坦向普鲁士科学院提交了场方程的最终版本，这些场方程支撑了他的广义相对论。广义相对论是现代物理学的支柱，完全改变了我们对空间、时间和引力的看法和理解。通过广义相对论，人类已对宇宙空间有了深入了解，从宇宙扩张到行星运动以及黑洞存在等等。然而，爱因斯坦还提出了引力波的存在，其核心是扭曲时空结构的能量纹波，它类似于向池塘中扔石头后水面荡漾开的涟漪。任何有质量的物体只要运动，就会产生引力波。人类更是如此。物体质量越大，运动越剧烈，产生的引力波就越大。爱因斯坦预言，整个宇宙都沉浸于引力波中。 尽管天文学家能间接证明引力波的存在，但是直接观测到这些宇宙奇观目前还是一件不可能的事。伦敦帝国学院物理学家托比-威斯曼博士解释说：“目前我们还无法直接观测到引力波，对于这一点我不觉得有什么奇怪。事实上，引力是所有力中最微弱的一种，即使是巨大的天体物理源发出的引力波也极其微弱。”如今，科学家希望在意大利观测到引力波，虽然道路艰辛。“先进处女座”实验项目的前身可追溯到2007年，那次实验未有任何发现。同样，美国的激光干涉引力波天文台也未观测到任何引力波。  美国先进的激光干涉引力波天文台将对经过的引力波进行探测  干涉仪：引力波探测设备的工作流程 为了成功进行实验，科学家做了大量工作以确保实验不受地球上各种声音干扰，从交通噪音到地震。弗拉斯科尼博士表示：“试想打造一个不受任何可能噪音影响的机器有多么艰难。这个引力波天文台是直接固定在地面上的，而地面是会发生震颤的。科学家面临的最大挑战就是如何保持镜面不受丝毫影响，为此耗费相当长时间研发多级钟摆将镜面从地震噪音中隔绝开来。然而，仅意大利一个信号还是不够。如果“先进处女座”观测到引力波，那么美国先进的激光干涉引力波天文台也应该观测到这个信号。如此一来，德国引力波观测实验或许也能观测到这个信号。 目前，先进的激光干涉引力波天文台已搭建起来并正常运作，科学家希望“先进处女座”引力波天文台能于今年底准备就绪。研究项目合作小组对于实验成功信心百倍，他们预言2017年1月1日将是取得破冰进展的一个日子。弗拉斯科尼博士也表示很有信心并称：“目前，最为关键的就是首次在地球上探测到引力波，否则我们将无法对宇宙的剩余部分有正确了解。”科学家指出，如果未探测到引力波，说明实验还需重新进行设计。最极端的情况是，物理学家或许应该重新思考宇宙的运作模式。然而，一旦直接观测到引力波，就将意味着打开人类了解宇宙的新窗口。伦敦帝国学院物理学家托比-威斯曼博士解释说：“观测到引力波将确证我们对广义相对论的理解。我们有理由相信，宇宙中存在引力波，但是只有在时空中直接观测到这些能量纹波时，才能确信我们理解了广义相对论。引力波的观测不但有助于我们通过新方法验证广义相对论，还为我们提供了新的手段，以对宇宙中其它奇妙物体进行观测。”(彬彬) |
