引力波探测将推进黑洞和宇宙学研究

本报讯（记者王佳雯）“此次美国科学家直接探测到引力波，一方面验证了爱因斯坦的广义相对论，另一方面也开启了人类认识宇宙的一个新窗口——引力波天文学。”2月14日，复旦大学物理系教授施郁在接受《中国科学报》记者采访时说。

2月11日，美国国家科学基金会召集加州理工学院、麻省理工学院以及“激光干涉引力波天文台（LIGO）”的科学家向世界宣布，人类首次直接探测到引力波。

施郁告诉记者，引力波就是在时空中传播的时空度规的扰动，可将其简单地称为“时空的涟漪”。此次美国科学家之所以强调其“直接探测”到引力波，是因为科学家曾发现某个脉冲双星的能量损耗可以用引力波很好地解释，而该发现被视作“间接”观测到引力波。

据了解，以往观测宇宙都是采用各种电磁波，但电磁波存在一定的局限性，导致有些天体过程无法进行观测，比如产生此次引力波的两个黑洞的并合过程。“所以，这次观测到引力波也是人类首次观测到这种黑洞过程，并且引力波探测还可以与电磁波和中微子探测结合起来，黑洞和宇宙学的研究会受到很大的推进。”施郁表示。

也就是说，以往人类对宇宙的观测可被视作“通过光去看宇宙”，而引力波带领人类“通过它去听宇宙”。更重要的是，引力波探测开始后，人类才有可能了解宇宙各个时期发生的故事，因为宇宙黑暗时期是无法通过光予以观测的。

据介绍，目前国内有“阿里实验计划”和“天琴计划”两大引力波研究项目。“天琴计划”与LIGO的科学目标很接近，旨在测量恒星级别的星体对撞或合并产生的引力波。而“阿里实验计划”跨越了这一步，以测量产生于宇宙创生时期的原初引力波为研究目标。“它们与LIGO观测的宇宙时期不同，关心的尺度也不同。”中国科学技术大学物理学院教授蔡一夫解释称。

蔡一夫表示，此次探测到引力波可能宣告一个大时代的来临。一百多年前电磁波的标准理论提出后，人类很快进入电气时代，并因此完成了若干次技术革命和社会生活的颠覆。而引力波的物理意义要超越电磁波，因此“将引力波的发现视作一个新时代的来临，应该不为过分”。