科学家探测到引力波：引力波被发现,引力波是什么(3)

我看到的一项估计声称，国家科学基金会（NSF）已经向LIGO项目拨款十多亿美元。这是一个真正昂贵的实验，而它的目的只有一个，就是检测到引力波。如果在几十年的尝试之后这个目的终于达到了，你当然会打电话给别人，说：“天呐，您猜猜刚发生了什么？”一项有基础性重大意义的发现刚刚产生了，你可能会因此获得诺贝尔奖，你会很自然地想要告诉其他人，不是吗？所以，我觉得让所有人都对这一发现保持沉默实在是太难了，当然会有一些信息泄露。

引力波同样可以拉伸和压缩时间。为什么在LIGO的检测里我们找不到这一方面的内容？

答：第一件要注意的事情是，广义相对论是一套关于时空的理论。在时空理论中，空间和时间是一个量。为了描述空间和时间，我们需要建立一个参考系，因此我们需要挑选一个坐标系统。一旦这个坐标系统建立起来，就有很多种不同的方式来描述其他的参考系如何移动。我们通常选择一个非常简单的参考系来建立这一坐标系统，在这一参考系里没有时间组分（但是这并不意味着它不能够包括时间，而只是意味着我们选了一个不用考量时间的参考系。

 

 

引力波研究资料图

 

你可以旋转这个参考系，重新将时间组分包括进来。这么做的原因很重要，如果我们选择一个描述性的参考系，这个参考系有时间膨胀效应，解释起来就很困难，并且无法做到直观。为了有一个确实清晰的理论，我们选择了引力波横向的参考系）。也就是说，如果坐标系从我的额头位置经过，而引力波从正交方向经过，就会拉伸和压缩时空。这就是引力波的两种不同极化方式。这时候你就可以认为有了时间膨胀，并且可以通过数学语言来描述它，但这么做并不直观。

 

 

宇宙中的恒星能量十分强大

 

选择一个适当的参考系来描述引力波效应并不是一件容易的事，很多研究者在这上面都犯了错误。让引力波横向通过参考系，让质量自由落在参考系上，产生引力波效应，测量空间扭曲，这是一种非常直观的思考方式。