2017年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，

　　授予美國物理學(xué)家

　　雷納·韋斯、巴里·巴瑞希

　　和吉普·索納，

　　以表彰他們直接探測到了引力波。

　　OK，本次諾獎(jiǎng)解讀到此結(jié)束。

　　下面進(jìn)入八卦時(shí)間，

　　咱們就來嘮一嘮引力波的10個(gè)八卦！

　　1啥是引力波？

　　中學(xué)物理課之牛魔王牛頓聽說過吧？就是他，提出了萬有引力理論。這種理論認(rèn)為，時(shí)間和空間是絕對不變的，就好比一種施工質(zhì)量爆表的舞臺。舞臺上的物質(zhì)演員不論怎么蹦跶，都不會(huì)影響舞臺本身的形狀。

　　但是，愛因斯坦不同意了。根據(jù)廣義相對論，時(shí)間和空間做成的舞臺，其實(shí)是個(gè)豆腐渣工程！舞臺上的物質(zhì)演員，稍微動(dòng)彈一下，舞臺就壓變形了。

　　如果物質(zhì)演員動(dòng)作太大，整個(gè)時(shí)空舞臺就會(huì)跟著一起晃。一邊晃，還會(huì)向四面八方傳播，讓整個(gè)宇宙跟著一起晃。這就是：

　　2愛因斯坦曾因不信引力波而被拒稿

　　引力波是愛因斯坦的廣義相對論的一大預(yù)言，可是你知道嗎？引力波剛算出來的時(shí)候，愛因斯坦自己都不信！

　　1936年，愛因斯坦和助手羅森，給美國期刊《物理評論》投了一個(gè)稿子，說“引力波不存在”。因?yàn)樗麄冇X得，引力波的數(shù)學(xué)公式在忽悠他們，引力波應(yīng)該不是真的。

　　結(jié)果，論文被審稿人拒了。

　　愛因斯坦氣壞啦。因?yàn)樗郧霸跉W洲期刊混時(shí)，從沒聽說過寫稿還要找人審稿。于是，他對編輯說：

　　結(jié)果，愛因斯坦把稿子撤回來，找了一本歐洲期刊《富蘭克林研究所雜志》，打算發(fā)表。眼看稿子開始校對，就要發(fā)表了，一位美國物理學(xué)家忽然讓愛因斯坦想通了。

　　愛因斯坦連忙在文加了一句“感謝我的同事羅伯特遜教授在澄清原文中的錯(cuò)誤時(shí)給予的親切幫助”。這才避免犯下大錯(cuò)！

　　3引力波是真實(shí)存在的嗎？

　　想當(dāng)年，物理學(xué)家都覺得引力波是真實(shí)存在的，但不知道怎么說才說的有理。

　　1957年，著名風(fēng)流物理學(xué)家費(fèi)曼提出了一個(gè)例子。

　　假如有一根粗糙的棍子，棍子上有一滴水珠。當(dāng)引力波經(jīng)過這個(gè)棍子時(shí)，由于時(shí)空亂震，水珠也會(huì)跟著震，進(jìn)而跟棍子產(chǎn)生摩擦。摩擦生熱。但這熱量是從哪兒來的呢？只能是從引力波來。所以，費(fèi)曼證明，引力波帶有能量，是真實(shí)存在的。

　　4引力波的能量從哪兒來？

　　愛因斯坦有個(gè)公式，叫做E=mc^2。說的是物質(zhì)的質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化成能量，反之亦然。

　　科學(xué)家探測到的引力波的能量，通常就是從天體的質(zhì)量轉(zhuǎn)化來的。比如，在LIGO的探測實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)黑洞，質(zhì)量是太陽的29倍，還有一個(gè)黑洞，質(zhì)量是太陽的36倍太陽，倆黑洞轉(zhuǎn)著轉(zhuǎn)著突然合體了！成了一個(gè)質(zhì)量為62倍太陽的黑洞。

　　29+36-62=3，也就是說，在這次合體中，相當(dāng)于3倍太陽質(zhì)量的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成了能量，以引力波的形式震出來了。

　　5引力波長什么樣？

　　這種扭來扭曲的東東就是引力波。

　　這種不斷蠕動(dòng)的東西是什么鬼？這才是引力波！引力波就是這幅模樣！

　　垂直傳播軸，切開引力波空間的剖面，你就明白啦。引力波就是把一堆小點(diǎn)點(diǎn)擠扁、拉長、再擠扁、再拉長的波。這些小點(diǎn)點(diǎn)代表的是空間形狀，所以說，引力波的效果之一是讓空間扭曲。

　　比方說，如果一股來自宇宙的引力波經(jīng)過地球，LIGO實(shí)驗(yàn)4千米長的實(shí)驗(yàn)臂，就會(huì)由于空間的彎曲，一會(huì)兒變長一會(huì)兒變短。變化的幅度特別小，只有質(zhì)子直徑的萬分之一。

　　如果把LIGO的實(shí)驗(yàn)臂變成幾光年長，比如4.2光年長，也就是地球到比鄰星的距離，那么引力波引起的長度變化，也只有一根頭發(fā)絲那么細(xì)。

　　6引力波會(huì)被吸收嗎？

　　引力波的能量非常難被吸收。換句話說，引力波的穿透性非常好。

　　如果把4000個(gè)宇宙首尾相連，在其中堆滿番茄醬（因?yàn)橛钪婵臻g大部分是真空），當(dāng)一個(gè)引力波穿過之后，也不過才損失了1%的能量。順便提一下，這個(gè)過程需要花上400萬億年。

　　所以，我覺得完全不用買淘寶上的防引力波輻射服。

　　7《三體》中設(shè)想的引力波天線可以實(shí)現(xiàn)嗎？

　　物理學(xué)家李淼曾經(jīng)設(shè)想，有一種密度極高的細(xì)絲，叫做宇宙弦，可以做成《三體》中那種引力波天線。

　　宇宙弦像頭發(fā)絲一樣細(xì)，每厘米的重量是10萬噸。你撥動(dòng)它一下，它每秒輻射的能量相當(dāng)于1萬顆美軍投下的原子彈的能量。

　　8以前有沒有人探測到引力波？

　　上世紀(jì)50、60年代，美國物理學(xué)家韋伯曾經(jīng)造了一根直徑1米、長度2米、質(zhì)量1噸的圓柱形鋁棒，叫做韋伯棒，用來探測引力波。

　　1969年，韋伯宣稱，他放置在兩個(gè)不同地方的韋伯棒，同時(shí)測到了引力波信號。其他科學(xué)家趕緊跟風(fēng)測引力波，但是他們都沒有測出來。于是，很多人開始懷疑韋伯是騙子。

　　9后來還有沒有人探測引力波？

　　從1984年起，基普·索恩、已故的羅納德·德雷福和雷納·韋斯開始打算建一個(gè)引力波探測器，也就是今天的主角LIGO探測器。

　　2015年，LIGO正準(zhǔn)備開始探測引力波。結(jié)果在9月14日時(shí)，他們就成功探測到了引力波。

　　就在2017年9月底，意大利引力波探測器Virgo宣稱，他們和LIGO一起，探測到了第三個(gè)引力波事件。

　　Virgo在星座達(dá)人眼中的意思是：處女座！

　?。ㄒ韵聻槟X補(bǔ)：還記得“中微子超光速”事件嗎？那次是粗心大意的意呆利人把電纜弄松了，所以，中微子根本沒有超光速。這次他們吸取教訓(xùn)，用處女座三個(gè)字鞭策本國科學(xué)家，這才有了引力波實(shí)驗(yàn)的重要突破。

　　10引力波拿過諾貝爾獎(jiǎng)嗎？

　　拿過?。。?/p>

　　1993年，美國物理學(xué)家約瑟夫·泰勒和拉塞爾·赫爾斯，因?yàn)殚g接發(fā)現(xiàn)了引力波，而獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。他們是怎么間接發(fā)現(xiàn)的呢？

　　所以，約瑟夫·泰勒和拉塞爾·赫爾斯就是這樣，間接地發(fā)現(xiàn)了引力波。

　　美指：牛貓

　　繪制：賞鑒

　　排版：胡豆

　　“科普中國”是中國科協(xié)攜同社會(huì)各方利用信息化手段開展科學(xué)傳播的科學(xué)權(quán)威品牌。本文由科普中國、果殼網(wǎng)聯(lián)合出品，轉(zhuǎn)載請注明出處。