新晉科學界“網紅”引力波的二三事兒

引力波可謂是科學界的一枚“網紅”，其重要性在於，它又一次驗証了相對論的正確性。

談及引力波，自然得先談引力。眾所周知，牛頓發現了萬有引力定律，即有質量的物體就會相互吸引，而相對論則對萬有引力定律作出了解釋，認為這種相互吸引的現象是由時空彎曲所造成的。就像海綿上的這顆球，它的質量把海綿壓出了一個坑，這時的海綿就相當於一個被彎曲的時空。

（楊默涵/繪圖）

如果將質量更小的球放置在海綿上，那麼它必然會向坑滾去，仿佛被坑底的小球吸引一樣。這就是我們所認為的引力。

（楊默涵/繪圖）

當坑上的小球靜止時，二者間雖有引力，但引力波還未產生。當小球發生能量變化，比如進行加速運動時，彎曲的時空就會產生波動。這種波動和日常生活中向四面傳開的水波、聲波類似﹔戳一個大胖子的肚子時，產生的效果也是一樣的。當然，質量越大，就越有能力發出更強的引力波。

（楊默涵/繪圖）

那麼，當引力波傳來，身處於這片時空的我們會發生怎樣的變化呢？其實，當引力波到達某個時空時，該時空就會像顫動的果凍一樣，那麼，身處該時空的我們就會在“高瘦”“矮胖”之間不停地切換。

（楊默涵/繪圖）

當然，我們完全不會察覺到。因為，引力波的效果微乎其微，隻有使用LIGO這種超大型設備才能測量到這種效果。

那麼，引力波有什麼用呢？引力波雖然極其微弱，對我們也幾乎沒有任何影響，但由於它幾乎不受任何阻擋，所以能在宇宙中傳播很遠。因此，人類探測到引力波，就如同二郎神開了天眼，這讓人類能更直接地了解黑洞，並探究更遠、更久之前的宇宙，甚至探尋到宇宙的源頭。

（楊默涵/繪圖）

凡是有質量的物體，都可能發出引力波，只是強弱有所不同。實際上，我們始終沉浸在引力波的海洋裡。對於網絡上售賣的防引力波服裝等，我們隻需一笑而過。（單強）

本文由中科院數學與系統科學研究院應用數學所博士后董鵬進行科學性把關。