大约一个世纪以前，爱因斯坦提出，空间结构应该周期性地被黑洞等大质量物体产生的引力“涟漪”所打断。尽管到目前为止，他的所有其他理论都经得起科学的检验，但还没有人设法找到这些引力波。但是，最近，科学界和社交媒体上对这些涟漪越来越兴奋。但是这些波是什么，我们如何寻找它们，如果我们找到了它们，它们能告诉我们关于宇宙的什么?乔治亚·米尔斯去了剑桥的天文研究所……
Christopher -我叫Christopher Moore，是剑桥天文研究所的一名学生，我正在攻读博士学位，我的研究方向是引力波。
引力波通常是引力场或时空中非常非常小的涟漪，它们以光速在宇宙中传播。所以引力场有点像太阳，你可以想象太阳是一个非常重的物体，它坐落在橡胶片上，橡胶片向太阳弯曲，这种弯曲，就是引力场的真正含义。
乔治亚——与其把重力想象成一种拉力，不如把它想象成宇宙结构的曲率——也就是我们所说的时空。为了帮助我，克里斯提出了一个想法，我们可以做一个演示，把这个可视化……
好吧，让我们试一试。我带了一些道具——我找不到橡皮布，我找了室友的床单。我相信她不会介意我借它的。我用柚子代表太阳，我也用一些行星——一些巧克力。
我们开始吧。我们把薄片拉出来，尽可能地拉紧，它就形成了一个平直的表面。
克里斯托弗-其实应该是无限大的，但是我们没有无限大的床单，所以是一张大的床单。
乔治亚-对。所以这代表时空…
克里斯托弗-是的……
乔治亚-我要在里面放一个太阳。对了，葡萄柚，或者说太阳，把橡胶板，或者说时空，拉下了，现在它在中间形成了一个凹陷。
克里斯托弗:是的，所以太阳(葡萄柚)在床单的中间，床单向太阳的中间弯曲，这代表了太阳的引力场。
乔治亚:那么让我们用行星来测试这个引力场吧……我要把所有的行星沿着这张纸滚动，看看会发生什么……
克里斯托弗:这样好多了。差不多有两个轨道。
乔治亚-所以我们的一些行星被射进了深渊，但其中一些绕太阳的轨道形状很好，最终进入了太阳的中间。
克里斯托弗-所以我们的想法是，如果你让弹珠在床单上滚得足够快，但不朝着太阳，它就会绕着中心不停地滚——中心就是葡萄柚——一圈又一圈，这就叫做轨道。
乔治亚——时空的曲率意味着行星被较大物体的引力所吸引，形成轨道。我们的演示并不完美——薄片的摩擦意味着我们的行星实际上变慢了，落到了中心。对我们来说幸运的是，太空中没有这些摩擦，所以我们的星球不会螺旋走向火热的地狱。那么我们可以用这个演示来可视化引力波吗?
Christopher -所以，在我们的演示中，我们用一个大葡萄柚作为太阳，一个很小的圆形巧克力糖果作为我们的星球。如果我们有两个葡萄柚，两个大的物体绕着对方转;当它们移动时，它们会不断改变橡胶板的形状。如果你从很远很远的地方看这个，你会看到薄片结构的微小变化——时空的微小变化——从这个系统的中心波及出去这些涟漪就是引力波。
乔治亚——当大质量物体相互作用时，它们会沿着时空产生涟漪，理论上，我们可以探测到。爱因斯坦在100年前就预言了引力波，那么我们找到引力波了吗?
克里斯托弗-不，我们没有。
Georgia:那么，我们要怎么去寻找它们呢?我想科学家们已经尽了最大的努力了吧?
克里斯托弗:有很多方法可以做到这一点。最流行的方法是在相隔几公里的地方悬挂几面镜子，并尝试用激光测量镜子之间的距离。如果引力波穿过镜子，它会拉伸和压缩镜子之间的空间镜子会移动。你可以用两个镜子之间距离的变化量来测量它。
乔治亚-难道不存在其他事情妨碍我们的风险吗?
克里斯多夫-所以才这么难。所以引力波是非常微弱的，如果你在地球上建造这两个镜子，信号很可能被所有其他类型的噪音淹没——风、天气、地震波、地震，所有这类的事情。这就是它很难做到的地方。
佐治亚州——科学界已经直面了这一挑战。有几个探测器正在运行，包括美国的a-LIGO。为了避免地球表面的混乱，人们建造了一个巨大的L形真空室，直径4公里。虽然E-LSA项目旨在通过进入太空来解决这个问题，但有一个大问题我们还没有回答……我们为什么要找到他们呢?
克里斯托弗:到目前为止，我们所能做的所有天文学研究都是使用光波或电磁波。发出大振幅引力波的系统;我们可能能够探测到的系统是这样的:两个中子星或两个黑洞在一个非常紧密的轨道上，这些都不是用传统的电磁望远镜研究的理想系统。所以这些星系——用引力波寻找它们比用望远镜要好得多。
Georgia -所以，如果我理解正确的话，这有点像天文学的另一种方式——就像光和声音不同一样。
克里斯托弗-是的，这是一个很好的类比。这是一种研究天文学的全新方式。所以你可以把普通的望远镜想象成你的眼睛，把引力波天文学想象成你的耳朵我们在观察宇宙的同时也在倾听它。
Georgia -我一直在做一些关于这个的搜索，“膨胀”这个词在引力波方面出现了一些-这是关于什么的?
克里斯托弗:暴胀是一种理论，认为宇宙在大爆炸之后或早期经历了一段非常快速的膨胀时期。这个过程会产生引力波;这些是非常非常低频的引力波，波长非常非常长，今天你可以通过寻找宇宙微波背景辐射的特殊模式来寻找这些引力波。这是寻找低频引力波的一种方法。
Georgia -所以引力波可以用来观察——我是说现在——最近的宇宙事件，比如黑洞和中子星的活动，但它们也可能提供一种窥视宇宙古老历史的方法?
克里斯托弗:当然，是的。这是我们回顾宇宙早期阶段的一种可能方法。
乔治亚州——如果他们在那里的话?
克里斯托弗-如果他们在的话。我们有充分的理由相信他们就在那里!
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