什么是引力波呢？這還要從引力本身說起。

躲避瘟疫的牛頓在鄉(xiāng)下被蘋果砸中之后，便頓悟了“萬有引力”，他告訴人們世間存在著一種特殊的力，那就是引力，且任何兩個(gè)有質(zhì)量的物體之間都具有相互的引力作用。萬有引力讓現(xiàn)代科學(xué)撥開了迷霧，很多難題因萬有引力的提出迎刃而解，萬有引力公式即便是應(yīng)用于當(dāng)今的航天工程，也足夠精確。但是，當(dāng)人類使用萬有引力公式來計(jì)算水星進(jìn)動(dòng)值的時(shí)候，誤差卻大得令人難以接受。至此，人們終于明白了萬有引力只是描述了地球宏觀低速環(huán)境下引力的一種特例，并沒有參透引力的本質(zhì)，而另一個(gè)更加偉大的理論將人類對(duì)引力的認(rèn)知提升到了一個(gè)新的階層，它就是愛因斯坦的廣義相對(duì)論。

廣義相對(duì)論認(rèn)為引力其實(shí)并不是一種力，它是一種幾何效應(yīng)，是時(shí)空彎曲的幾何效應(yīng)。

簡單來講，整個(gè)宇宙就如同一張大網(wǎng)，任何有質(zhì)量的物體放在這張網(wǎng)上，都會(huì)導(dǎo)致周圍的區(qū)域出現(xiàn)彎曲，且質(zhì)量越大的物體造成的彎曲就越大。比如太陽就是一個(gè)質(zhì)量很大的天體，會(huì)導(dǎo)致周圍的時(shí)空出現(xiàn)較大的彎曲，而地球就會(huì)因?yàn)檫@種彎曲而圍繞太陽轉(zhuǎn)圈，這才是引力的本質(zhì)。這聽起來是不是有些不可思議？畢竟時(shí)空看不見又摸不著，對(duì)于這種彎曲我們很難產(chǎn)生直觀的印象。但事實(shí)是利用相對(duì)論公式計(jì)算得出的水星進(jìn)動(dòng)值幾乎與實(shí)際值一模一樣。

廣義相對(duì)論無疑是一個(gè)偉大的理論，宇宙膨脹、黑洞和引力波都是基于廣義相對(duì)論推導(dǎo)而出的。

在此之前，宇宙紅移、黑洞等都先后得到了證實(shí)，這些都成為了相對(duì)論正確性的有力支持，但唯有一個(gè)東西，人類花費(fèi)了近百年的時(shí)間都未能找到，那就是引力波。引力波為什么這么難找？其實(shí)愛因斯坦從未想到人類有一天真的能找到引力波。引力是時(shí)空的彎曲，而引力波就是時(shí)空彎曲所產(chǎn)生的漣漪。形象一點(diǎn)來說吧，天體會(huì)導(dǎo)致宇宙這張時(shí)空大網(wǎng)出現(xiàn)彎曲，而天體不是靜止不動(dòng)的，而是時(shí)刻處于運(yùn)動(dòng)之中，所以時(shí)空的彎曲會(huì)跟隨天體的運(yùn)動(dòng)而發(fā)生變化。

當(dāng)有多個(gè)天體在時(shí)空這張大網(wǎng)上運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，時(shí)空的彎曲就會(huì)像水波一樣向外發(fā)散，這就是引力波，引力波的本質(zhì)實(shí)際上是一種物質(zhì)波。

從1915年愛因斯坦發(fā)表相對(duì)論開始，人類就踏上了尋找引力波之路，那么怎么才能找到引力波呢？引力波的本質(zhì)是時(shí)空彎曲所產(chǎn)生的物質(zhì)波，所以當(dāng)引力波經(jīng)過的時(shí)候，就會(huì)使空間的長短發(fā)生變化，也就會(huì)導(dǎo)致空間內(nèi)物體的長度發(fā)生變化，所以只需要觀察物體長度的變化就可以得知是否有引力波經(jīng)過。既然如此簡單，為什么愛因斯坦曾認(rèn)為人類永遠(yuǎn)無法發(fā)現(xiàn)引力波呢？因?yàn)橐Σㄋ鶎?dǎo)致的空間長度變化實(shí)在是太小了。

粗略一點(diǎn)來講，引力波經(jīng)過的時(shí)候，大概會(huì)使10萬光年長的物體被壓縮5毫米左右。

這么小的變化怎么能測出來？起初人類的確是一籌莫展，直到人類想到了一個(gè)跑得很快的家伙，它就是光。引力波所引發(fā)的空間變化再小，以光的速度也可以捕捉得到，于是一種專門用來尋找引力波的設(shè)備就出現(xiàn)了，它就是“激光干涉儀引力波天文臺(tái)”。這儀器的原理是這樣的：將一束光分成等強(qiáng)度的兩份，分別射入兩個(gè)相會(huì)垂直的管道中，管道盡頭有一面鏡子，光照射到鏡子上之后會(huì)反射回來，然后兩束光相遇后會(huì)相互抵消，位于后端的檢測是被就檢測不到光線。但是當(dāng)引力波到來時(shí)，因管道的長度會(huì)發(fā)生變化，所以反射回來的光線就不會(huì)相遇抵消，所以后端的檢測設(shè)備就會(huì)檢測到光線。

激光干涉儀引力波天文臺(tái)是一種極為精確的儀器，所以微小的聲音和振動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致發(fā)出錯(cuò)誤信號(hào)，所以必須在世界范圍內(nèi)建立大量的天文臺(tái)，只有當(dāng)所有天文臺(tái)都發(fā)出信號(hào)時(shí)，才能夠確定引力波的到來。

終于在相對(duì)論提出整100年后，2016年6月15日，人類終于發(fā)現(xiàn)了來自兩個(gè)黑洞合并所產(chǎn)生的引力波，從而證明了引力波的存在，也進(jìn)一步證明了廣義相對(duì)論的正確性。當(dāng)今世界很多科學(xué)理論都是以相對(duì)論為基礎(chǔ)的，如果相對(duì)論出現(xiàn)錯(cuò)誤，那么很多理論體系都會(huì)崩塌，所以引力波的發(fā)現(xiàn)對(duì)于人類科學(xué)的發(fā)展是具有重要意義的。而且在未來，引力波在天文觀測、宇宙通訊等諸多領(lǐng)域的應(yīng)用潛力是我們現(xiàn)在所難以估量的。