新晋科学界“网红”引力波的二三事儿

引力波可谓是科学界的一枚“网红”，其重要性在于，它又一次验证了相对论的正确性。

谈及引力波，自然得先谈引力。众所周知，牛顿发现了万有引力定律，即有质量的物体就会相互吸引，而相对论则对万有引力定律作出了解释，认为这种相互吸引的现象是由时空弯曲所造成的。就像海绵上的这颗球，它的质量把海绵压出了一个坑，这时的海绵就相当于一个被弯曲的时空。

（杨默涵/绘图）

如果将质量更小的球放置在海绵上，那么它必然会向坑滚去，仿佛被坑底的小球吸引一样。这就是我们所认为的引力。

（杨默涵/绘图）

当坑上的小球静止时，二者间虽有引力，但引力波还未产生。当小球发生能量变化，比如进行加速运动时，弯曲的时空就会产生波动。这种波动和日常生活中向四面传开的水波、声波类似；戳一个大胖子的肚子时，产生的效果也是一样的。当然，质量越大，就越有能力发出更强的引力波。

（杨默涵/绘图）

那么，当引力波传来，身处于这片时空的我们会发生怎样的变化呢？其实，当引力波到达某个时空时，该时空就会像颤动的果冻一样，那么，身处该时空的我们就会在“高瘦”“矮胖”之间不停地切换。

（杨默涵/绘图）

当然，我们完全不会察觉到。因为，引力波的效果微乎其微，只有使用LIGO这种超大型设备才能测量到这种效果。

那么，引力波有什么用呢？引力波虽然极其微弱，对我们也几乎没有任何影响，但由于它几乎不受任何阻挡，所以能在宇宙中传播很远。因此，人类探测到引力波，就如同二郎神开了天眼，这让人类能更直接地了解黑洞，并探究更远、更久之前的宇宙，甚至探寻到宇宙的源头。

（杨默涵/绘图）

凡是有质量的物体，都可能发出引力波，只是强弱有所不同。实际上，我们始终沉浸在引力波的海洋里。对于网络上售卖的防引力波服装等，我们只需一笑而过。（单强）

本文由中科院数学与系统科学研究院应用数学所博士后董鹏进行科学性把关。