時空聯連時星辰之聲

曲婷婷

當“人類首次直接探測到引力波”的新聞發布之后，一波波關于引力波的資訊在新聞媒體、論壇、微博等信息平臺上刷屏，就算不怎么關注科技新聞的人，也會在這一波科普大潮中，了解到愛因斯坦關于引力波的預言，感覺到引力波是多么重要的發現。筆者更想為你揭示，與引力波相關的時空與星辰之美，是這個宇宙亙古亙今的秘密。

理論基石 振蕩時空

經過近一個世紀，廣義相對論從一個當時多數物理學家不理解的抽象引力理論，發展成為現代物理學中的一個基礎理論。它指出，引力是因為質量對時空造成了變形所導致的，這令很多人難以理解——時空也會發生變形？這意味著，我們所存在的時空可以被當作一種可變形的“介質”來認識，引力波就是在這種“介質”中振蕩的波。

對于“波”，我們并不陌生，生活中有機械波（如聲波、水波）、電磁波（如可見光波、無線電波）……機械波的傳播需要介質，比如水波，一顆石子扔進水中，水波就以石子入水處為中心向外振蕩傳播開來，這是通過水中每一點的周期性上下振動傳播的，水就是水波傳播的介質。電磁波的傳播不需要介質，它是電場和磁場的強度隨時間周期性變化，并在空間中相互轉化，將能量傳遞出去形成的。引力波的傳播不需要介質，它也不是能量在空間中傳遞所形成的波，而是空間本身的周期性變化所產生的波。

想象一下，我們在電影院看著白色銀幕上放映的電影，畫面中有一顆石子掉入了水中，激起了一層層水波。