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還有別的嗎?

我們不能通過黑洞找到引力子,但我們可以通過黑洞死亡前的旋近得到些信息,因為它們會產生引力波。

具有質量的物體加速運動時會使周圍的時空產生漣漪,這種時空的波動就叫作引力波。這就好比你用手在裝滿水的浴缸里來回移動。手的運動激起的水波可以一直傳到浴缸的另一頭。大質量的物體在空間里運動時也會帶來類似的效果。運動的質量彎曲空間,對其產生的擾動也會像波紋一樣傳播開來。

有意思的是,當引力波經過時,沿著它路徑方向的每一個物體都會被拉伸和扭曲。一個圓會瞬間變為一個橢圓,一個正方形會瞬間變為一個長方形。聽起來很酷,是不是?先別急著去看你手里的書是不是正在變形,你要知道,引力波能夠引起的時空扭曲大概只有原物體尺寸的1/1020。也就是說,如果你有一根1020毫米(10光年)長的棍子,那么引力波大約能讓它變短1毫米。這個效果是很難測量的。

不過,科學家既聰明又有耐心。他們建造了一個實驗室,取名為LIGO(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory,激光干涉引力波天文臺)在本書翻譯期間,LIGO的三位主科學家因為引力波的探測獲得了2017年的諾貝爾物理學獎。—譯者。它由兩個互相垂直的4千米長的管道組成,科學家利用激光測量兩個管道頂端的距離變化。當引力波經過時,會在某一個方向拉伸空間,而在另一個方向壓縮空間。通過測量激光在每個管道中反射若干次后再疊加產生的干涉條紋,物理學家可以很精確地測出兩者之間的空間是不是被拉伸或被壓縮了。

2016年,在花費了6.2億美元的經費和數十年的觀測時間后,科學家終于識別出了首個引力波信號。這個發現完美地證實了愛因斯坦引力會彎曲時空的理論。糟糕的是,我們無法從中得知引力是如何在量子視角下發生作用的,因為引力波不等同于引力子。這就好比證明了光是存在的,并不等同于證明了光是由光子組成的。不管怎樣,這是一個重量級發現,應該得到人們的重視。

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