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2016年02月16日 星期二
中青在线

引力波来自兔子洞 人人都可以是爱丽丝

王梦影 《 中国青年报 》( 2016年02月16日   11 版)

    当地时间2月11日,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)”的研究人员宣布:他们在宇宙微波背景辐射中找到了由引力波留下的B模式偏振。引力波被直接探测到了。

    这是一次真正“不明觉厉”的刷屏,大多数人在这样一个“划时代的发现”“见证历史的时刻”前懵懵懂懂地鼓掌叫好。

    究竟什么是引力波?根据果壳网的科普,爱因斯坦在广义相对论中提出,聚集成团的物质或能量在形状或速度突然改变时能使得它周围的时空发生扭曲。引力波就是这种扭曲引发的涟漪。

    根据LIGO的信息,这次被人类捕捉到的引力波,来自于13亿年前相撞的两个黑洞。《纽约客》制作了一个模拟的视频:两个黑色漏斗互相碰撞,牵连星斗旋转。这两个分别相当于36个太阳和29个太阳质量的神秘物体扰动了时空,能量以引力波形式释放,于2015年9月14日抵达地球,被地球上的精密仪器侦测到。

    视频模拟了碰撞的声音,类似于空穴来风,又像潮水涨落。而在寂静的宇宙中,这样的声音对于人类的探索十分可贵。

    黑洞这种物质密度极大、体积极小,连一丝光都无法从中逃逸。它是恒星坍缩的最终产物,是活跃着的墓场,于是也像爱丽丝的兔子洞一样,收纳着宇宙的秘密,激发着一代代人浮想联翩。原初引力波带着黑洞的秘密,它会在宇宙微波背景辐射的图案中产生特有偏振模式,于是可以告诉我们,宇宙在暴涨停止时到底处于什么样的状态。更妙的是,引力波几乎不衰减,所以科学家能通过观察它获得大量来自遥远时空的信息。

    在电影《星际穿越》中,男主人公掉进虫洞,误入了多维空间,因此找到了连缀女儿书房的神秘通道,从而传递了来自虫洞内部的数据,让人类在自救的探索之路上终于有所突破。原剧本解释,这个虫洞正是人类在观测黑洞带来的引力波时意外发现的。

    “引力波提供看待宇宙的崭新方式,发现它们的能力,有可能使天文学发生革命性的变化。这项发现是首度发现黑洞的二元系统,是首度观察到黑洞融合。”霍金在接受英国广播公司(BBC)专访时表示。

    这位把基础理论推向前沿,又以诙谐多彩之笔一般向受众描绘了宇宙和时间的传奇物理学家在为他特制的轮椅上称赞这一发现:“除了检验(爱因斯坦的)广义相对论,我们可以期待透过宇宙史看到黑洞。我们甚至可以看到宇宙大爆炸时期初期宇宙的遗迹、看到其一些最大的能量。”

    这项发现并不容易,因为捕获引力波太难了。在这之前,上千名科学家已经进行了数年的努力。《星际穿越》的科学顾问兼制片人基普·索恩(Kip S Thorne)是加州理工学院的著名引力专家,对,就是你们爱的《生活大爆炸》里主人公们所在的加州理工。他改进了用激光干涉测量引力波的方法,导致了加州理工和麻省理工的合作,最终促进了LIGO的建立。

    接下来的路仍然是艰辛的。

    LIGO的形状让人过目难忘,两条天线状的白色物体,每条长达4公里,像翅膀一样伸向远方。这不禁让人想到科幻小说《三体》里的引力波发射天线,质量极轻,长度惊人,像是宇宙的琴弦。

    实际上,对于中国年轻一代来说,这个惊世发现里的主人公并不陌生,还带着一番别样的情愫。这部去年刚获雨果奖的中国科幻扛鼎之作在国内的正版销量就超过了50万套,书迷无数。恢宏场面如在眼前:飘离在外的地球舰船向着茫茫宇宙发射了载有关键位置信息的引力波,拯救了被殖民边缘的母星,也将她推向了更不可知的黑暗森林。在这片残酷的森林里,地球像一个生起温暖之火的孩子,渴望与其他文明的接触,却也引来了觊觎的目光。

    或许, 自儒勒·凡尔纳开始,科幻的魅力不仅在于预测未来,更在于提供超越时代的视野。而在这个科幻与现实相交汇的时刻,普通人的目光再次被吸引到了星空:黑洞里有什么样的秘密?我们会发现另一个孤独的文明吗?《三体》小说中的残酷宇宙是真实的吗?

    在这个情人节气氛浓厚的初春,这是真正浪漫的事件。或许已经不在的黑洞在宇宙的波心投下能量,涟漪波动,被我们捕获。这已经不是众里寻她千百度了,那是在万千世界中,找到伊人的睫毛轻颤,像蝴蝶的一个吻。

    基础科学的边界被推得更远。有趣的是,在淘宝上,防Wi-Fi辐射产品的荒唐还在继续,“防引力波辐射”的产品也已经出现了。这个发现对于普罗大众来说,可能只是“先转后看”然后再没点开的一篇朋友圈文章,或是一个吊诡的笑话——最前沿的技术又一次促生了最老套的愚昧。

    然而,当宇宙缓缓在眼前展开,每一个普通人都被赋予了一个更广阔的角度,回望这个小小星球上自己的一饭一蔬。在这个层面上,科幻、科研和科普是统一的,我们和祖先并肩,抬起头仰望星空,那是人类求知的归途和缘起。

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