愛因斯坦百年預言成真！首度發現重力波 翻轉宇宙觀

作者國際中心╱綜合報導 – 2016 年 2 月 13 日

美國科學家十一日宣布，他們聽到並錄到距地球十三億光年的兩個黑洞相撞產生的聲音「吱」（ chirp ），這個有如小鳥叫的微弱聲音，是愛因斯坦一百年前廣義相對論中的最後一個假設「重力波」（ gravitational wave ）的第一個直接證據。愛因斯坦說，時空好比一張網，重力波是時空網狀結構的漣漪。此一發現被譽為足以獲得諾貝爾物理獎肯定。

愛因斯坦認為，時間和空間並非獨立存在；我們在空間中的運動，也會影響到時間的流逝快慢——時間和空間是一體的，合稱為時空（ spacetime ）。不僅如此，因為質量會產生重力，而當有質量的物體在時空中加速運動時，就像水面上航行的船隻泛起漣漪，重力的變化會以光速、類似波的形式向外傳播——稱為重力波。黑洞、中子星等天體在碰撞過程中可能產生重力波。

研究人員從兩個黑洞互相環繞進而碰撞、融合成新黑洞的系統觀測到其存在。一個黑洞是太陽質量的廿九倍，另一個是卅六倍，二者融合過程中，有相當於三個太陽質量的能量，以重力波的形式釋放，穿越太空，在二○一五年九月十四日抵達地球，被守候已久的美國兩個巨型雷射偵測站偵測到。設在路易斯安納州的站先偵側到，七點一毫秒之後，設在華盛頓州的站也偵測到，兩站相隔三千公里，合稱「雷射干涉儀重力波天文台」（ＬＩＧＯ）。

天文學家和物理學家極為振奮，不僅因為終於偵測到重力波，而且是以聲音的形式捕捉到，意味天文學家現在可以聽到宇宙的原聲帶，聽到重塑宇宙的劇烈撞擊。

ＬＩＧＯ計畫執行長瑞茲在華府的記者會上說：「這是宇宙第一次透過重力波對我們說話，在此之前，我們都是聾子。」

科學家說，這好比從默片演進到有聲電影。測到重力波後，科學家花幾個月驗證資料才宣布，是十六國約千名科學家共同努力幾十年的成果。

愛因斯坦的宇宙觀，時間與空間交錯，且為動態的，能夠延展、收縮和搖動。

在廣義相對論中，愛因斯坦說，時空好比一個網，物體的重量會使時空的網彎曲，當有質量的物體加速，例如兩個黑洞彼此靠近，在它們的四周產生重力波，就像卵石丟到池塘裡產生漣漪。

重力波以光速旅行，無法阻擋。最強重力波是由最劇烈天體運動引起，如黑洞彼此接合、巨大的星體爆炸，或是一百卅八億年前的宇宙誕生。

ＬＩＧＯ大約五十年前開始追蹤重力波。重力波是非常弱信號，弱到連愛因斯坦都曾懷疑能否造出夠靈敏的探測器。ＬＩＧＯ擁有巨大的Ｌ形光儲存臂，每邊四公里長，兩端設有反射鏡面。

英國天文物理學家霍金接受英國廣播公司（ＢＢＣ）訪問時說：「這是科學史上重要的一刻。重力波提供看待宇宙的全新方式。這是首度觀察到黑洞融合，除了檢驗廣義相對論，我們可以期待透過宇宙史看到黑洞，甚至可以看到宇宙大爆炸初期宇宙的遺跡。」