用最簡單的一句話來描述，引力波是“時空的漣漪” 。
聽起來好玄乎啊，什麼是“時空的漣漪”？聽我仔細說來：
引力波在廣義相對論裡，是時空本身的漣漪，是由帶質量物體的加速度運動所生成。由於廣義相對論限制了引力相互作用的傳播速度為光速，因此會產生引力波的現象。相反地說，牛頓重力理論中的相互作用是以無限的速度傳播，所以在這一理論下並不存在引力波。
在1916年 ，愛因斯坦基於廣義相對論預言了引力波的存在。1974年，拉塞爾·赫爾斯和約瑟夫·泰勒發現赫爾斯－泰勒脈衝雙星。這雙星系統在互相公轉時，由於不斷髮射引力波而失去能量，因此逐漸相互靠近，這現象為引力波的存在提供了首個間接證據。2016年2月11日，LIGO科學團隊與處女座干涉儀團隊共同宣佈人類對於引力波的首個直接探測結果，其所探測到的引力波是源自於雙黑洞併合。2017年，萊納·魏斯、巴里·巴利許與基普·索恩因成功探測到引力波，而獲得諾貝爾物理學獎。]2017年10月16日，全球數十家科學機構聯合宣佈，從約1.3億光年外，科學家們首次探測到壯麗的雙中子星併合產生的引力波，及其光學對應體。
相信有不少同學對廣義相對論不是很瞭解。來，不慌~這裡你花幾分鐘就可以“學會”廣義相對論，然後有了理論的武裝，你就可以輕鬆理解本文裡的很多事情啦。
要理解廣義相對論，你只需要知道兩句話，第一句相信大家都聽說過：
1空間三維+時間一維，這樣時空就是四維。時空就是時間加空間，是一個整體。
比如：你就處在一個時空裡。因為，此時此刻（時間），你一定在某個地方（空間）讀這句話。
同樣，人們的宇宙也是時間加空間，所以宇宙就是四維時空。
由於質量很大很大，根據“物質告訴時空如何彎曲”，他周圍的時空會一定彎曲得很厲害是。時空不彎曲的時候就像一汪平靜的湖水，你在上面輕輕放上一個皮球，皮球下面的水面是一個弧形的吧，這就和黑洞存在、附近時空彎曲一個道理。光有一個皮球停在水面上，水面還是很平靜。但是如果有兩個皮球像圖中兩個黑洞那樣彼此環繞運動著，那就不得了啊，水平會泛起陣陣漣漪。
水面是時空的話，那水波就是引力波！不要把引力波理解成引力的波，引力波的本質是時空的漣漪，是時空的波動！腫麼樣？是不是感覺一下子深刻了許多？我一直都覺得，越深刻的東西，越是那麼平易近人、那麼容易理解。
細心的同學可能已經看出來引力波產生的前提是什麼了，是的，就是物質的運動。物質質量越大，運動的越劇烈，對這個時空的擾動就越大，引力波就越強。
2 探測引力波的意義
引力波探測對於物理、對於我們加深對這個宇宙起源、這個時空本質的理解是非常非常重要的。它的初衷可能只是驗證、或者否定相對論的正確性，但是他的物理意義是遠遠超過這個。毫不誇張地說，未來由引力波探測帶來的新的發現，拿20個諾貝爾都輕輕鬆鬆。去研究、去探測一個看似和我們生活沒什麼關係的東西。
我還是得從138億年前說起，大家聽我慢慢道來：
138億年前，那一團體積有限（可以想象成網球大小），密度溫度極高的“東西”爆炸了。這絕對是宇宙有史以來最重要的一件事情，因為這次爆炸，不僅誕生了你和我，還產生了時間和空間。大爆炸的那一刻，宇宙，誕生了。
大爆炸之後的整個宇宙是還是一片漆黑。隨著宇宙越來越大，溫度迅速降低，直到38萬年後，溫度終於低到一定程度，光子開始退耦。宇宙的第一縷光誕生了！
宇宙的第一縷光便是宇宙微波背景輻射（CMB），這個的發現又是另一個可以讓人會心一笑的故事，這裡就不展開了。
宇宙微波背景輻射，你看到的這個就是宇宙的第一縷光，它來自138億年前，或者說來著138億光年遠的地方。
那個時候的地球，熱鬧極了，有古生物專業的同學對這個應該很熟悉吧。那個時候被稱為寒武紀，在距今約5.3億年前，在2000多萬年時間內地球上突然湧現出各種各樣的動物，它們不約而同的迅速起源，形成了多種門類動物同時存在的繁榮景象。寒武紀生命大爆發是古生物學和地質學上的一大懸案，目前對為什麼生物種類集體出現甚至爆發還沒有一個統一的解釋。總之，那個時候生物瘋狂地進化著，不適應環境的迅速被淘汰，更強的生物取而代之。在這段時間裡，有些生物的眼睛進化出來了。下面我們隆重請出本節主角——奇蝦小朋友出場！
奇蝦（Anomalocaris）
怎麼樣？奇蝦是不是很Q很萌？可不要被它可愛的外面所欺騙！它身長可達兩米甚至更多，非常兇猛：
它有一對帶柄的巨眼，一對分節的用於快速捕捉獵物的巨型前肢，美麗的大尾扇和一對長長的尾叉。它雖不善於行走，但能快速游泳。25釐米直徑的巨口可掠食當時任何大型的生物，口中有環狀排列的外齒，對那些有礦化外甲保護的動物構成了重大威脅。這是一種攻擊能力很強的食肉動物，它的個體最大可達2米以上，而當時其他大多數動物平均只有幾毫米到幾釐米。
奇蝦作為當時海里的霸主，能夠統治海洋幾千萬年，除了他的強大的身體之外，還得益於他頭頂那對黑溜溜的大眼睛。要知道，在寒武紀，眼睛才開始進化，很多生物沒有眼睛呢（可能只有感光細胞），有些生物雖然有眼睛，但是因為進化不夠完全，所以視力很模糊，只能看到隱隱約約地看到環境物體的輪廓，所以當捕食者朝它靠近時，它完全反應不過來。奇蝦，作為成功的捕食者，在這場“雷達軍備競賽”中一直遙遙領先。
眼睛的發展本身是一個很複雜的課題，它由一開始的那些感光細胞開始進化，逐步逐步形成了類似於現代生物的那種眼睛。我們姑且把奇蝦小朋友作為第一種有“複雜”眼睛的生物。
大家來算算，
138億年前：第一縷光。
45億年前：地球誕生。
36億年前：地球生命誕生。
5.3億年前：有眼睛的奇蝦終於可以看到存在了一百億年的光。
那個時代的生物，從某種角度上來說，是值得驕傲的！他們作為第一批地球生物，看到了那溫暖明媚的——光！從此，視覺成為了許多生物，包括人類的最重要的感覺之一。
好了好了，讓我們回到物理，回到時空，回到引力波當中來。其實啊，我在生活中，被很多次地問過：你們探測這個引力波有什麼用呢？每次我都可以回答的很好，哪怕對方完全是物理零基礎的文科妹子，因為有時候我不講物理，我講這個奇蝦的故事。
引力波用粒子的角度去理解就是引力子，和光子的理解方式類似。但是不同於光子在宇宙38萬年誕生後才產生，引力子早在宇宙大爆炸之後僅僅0.0000....0001（裡面35個0）秒就先退耦了，存在於這個宇宙中，這也被稱為原初引力波。之後的一百多億年的時間裡，除了那些原初引力波，宇宙中任何物體只要運動，都會輻射引力波。兩個黑洞共舞會釋放引力波，超新星爆發會釋放引力波，月亮繞著地球會釋放引力波，悟空揮動起金箍棒來也會釋放引力波，你在路上和心儀的妹子擦肩而過時候，除了你的砰然心動，你，還是在釋放著你的引力波。
對啊，引力波是另一種光，這種“光”的本質是時空的波動，但是還是可以把它理解成除了電磁波（光）之外的令一種光。
奇蝦在133億年後看到了第一種光。
138億年後
今天，或者說即將，我們就可以看到第二種光！
這絕對是繼奇蝦同志之後五億年以來最重要的時代！
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