引力波究竟是什麼？愛因斯坦的預言被證實，宇宙中確實存在引力波

提到在宇宙中的宇航員，你會想到的形象是什麼？想必大多數人都會先想象出一個穿着宇航服、漂浮在空中的形象，因爲穿着宇航服和失重狀態的宇航員和我們平時的生活有着明顯的差別，因此非常“典型”。

生活在地球上的我們，早已經習慣了有重力的日子，如果一下子像在太空中一樣失重，那麼我們的世界將一下子變得截然不同，甚至整個社會都將變得一片混亂。試想，在失去了重力之後，我們的出行方式將會失效。汽車再也無法在路上奔跑，而大海中的水也將漂浮在空氣中，人類很難在這樣的變故下重建家園。

不過，儘管人類一直生活在被重力改變的世界上，但我們在很長一段時間裡都不知道重力的存在。人類在長期的實踐中發現地球並不是一片平坦的大地，而是一顆巨大的球形天體，那麼爲什麼在球體表面生活的我們沒有“掉下去”？

出於對這些問題的好奇，人們最終發現了萬有引力，這也是近代力學先驅牛頓最重要的理論之一。不只是地球有引力，宇宙中的衆多天體都是如此，比如地球就受到了太陽引力的束縛，我們才能夠穩定地在太陽系中運行，而太陽同樣如此，被銀河系的中心束縛着。

時間和空間

引力是物質的基本屬性之一，在我們身處的宇宙中無處不在。但是我們此時思考這樣一個問題：宇宙究竟是什麼？如果從字面意義上來講，宇宙就是時間和空間的集合，也就是我們存在的整個世界。不過，受限於光速和人類的觀測手段，我們已知的宇宙大小有限，因此被稱爲“可觀測宇宙”。

在宇宙大爆炸學說產生之前，科學家們認爲宇宙是一個恆定不變的空間，時間也只會線性前進。但是後來的人們發現，宇宙最早是從一次大爆炸開始出現的，並且在不斷地膨脹當中，因此宇宙並非永恆“靜止”，而是在不斷變化。

既然空間的大小在不斷改變，那麼時間是不是也並非一成不變？愛因斯坦認爲時間只是一個人造的概念，而處在光速下的物體並不會有時間的變化，這就是相對論中一個重要的觀點。

牛頓的理論雖然給近代物理學奠定了基礎，但是隨着人類理論水平的提高，一些過去的觀點已經完全不適用了。那麼，宇宙中是不是存在一些能夠扭曲時間和空間的力量，讓物質的存在方式發生本質上的改變？這就是愛因斯坦所說的引力波。

引力波是什麼？

引力波的概念最早由愛因斯坦提出，他認爲宇宙萬物都會引起時間和空間的拉伸和壓縮，從而引起震動，這就是無處不在的引力波。儘管有質量的物質都會產生的引力波，但是物體的質量越大，引力波造成的影響也就越大，就像我們將一塊大石頭和一塊小石頭扔到水裡，所產生的漣漪大小自然也不一樣，引力波就是這樣一種“宇宙漣漪”。

其實愛因斯坦在上世紀初就已經提出了宇宙中存在引力波的設想，但是那時候的人們一直沒有發現引力波存在的實據，只能夠作爲一種猜想存在。

除了引力波之外，宇宙中還有許許多多肉眼難以發現的事物，因爲宇宙中只有一部分的物質運動纔會散射出可見光，而其他的能量都是以不可見形式出現。

人類在觀察宇宙的時候，光是使用光學上的手段無法獲得全部的信息，因此還需要用射電望遠鏡等其他特殊的“眼睛”來捕捉宇宙中的衆多信號，比如人類發現和觀測中子星，就是一個接受電磁脈衝信號的過程，中子星的實際大小決定了我們幾乎不可能通過肉眼去看到它們。

人類檢測到引力波

在愛因斯坦提出引力波理論近百年之後，人類終於在太空中發現了它的存在。這是名爲激光干涉引力波觀測站的裝置觀察到的現象，其運行原理大約是用激光去探測宇宙深處，發現空間的細小波動。在2016年人類才第一次監測到引力波存在，其後又觀測到了幾次不同原因引起的引力波。

實際上，我們之前沒有監測到引力波，一方面是因爲人類製造的儀器不夠精確，另一方面也因爲一般的天體運動引起的引力波實在是過於微弱，只有足夠大的天體的激烈變化才能夠產生足夠明顯的引力波。

人類目前監測到的引力波大多是由劇烈的天體運動引發，如長蛇座星系的兩顆中子星合併。中子星是宇宙中密度最大的天體之一，主要由巨大的恆星在晚年坍縮而成。僅僅是一顆中子星所釋放出的超強脈衝就可以形成被人類捕捉到的“快速射電暴”，更不要說兩顆中子星合併釋放出的巨大能量。

此前的人類在觀察這一類的天體運動時，往往沒有注意除了天體本身以外，它周圍的空間又會發生什麼樣的變化，而對於引力波的一系列監測，則剛好可以彌補這一問題。

除了中子星之間的碰撞、結合之外，人類還曾經捕捉到更加強烈的引力波，它來自於兩個宇宙中引力和質量最大的天體——黑洞。這兩個黑洞都是太陽的數十倍大小，而它們在數百萬年來不斷圍繞着對方旋轉，又因爲引力而越靠越近，最終結合在了一起，形成一個更大的黑洞。

這個“驚世駭俗”的過程中釋放的引力波最終被人類捕捉到，並且我們在分析之後發現，這些引力波已經在茫茫的宇宙中傳遞了13億年。如果不是捕捉到了引力波的信號，我們很難發現宇宙中還有這樣的事情發生。

多維宇宙被證實存在？

引力波的正式發現不但證明了愛因斯坦理論的正確，爲人類觀察宇宙提供了另一個探測方式，也引起了人們對於時間、空間更多的猜想，其中一個理論就是多維宇宙。衆所周知，我們生活在一個三維空間裡，但是這並不代表世界上沒有其他空間存在，人們一直都在試圖證明這一點。

而引力波的發現也許能夠揭開這個謎題。既然引力波存在，那麼我們的空間也有存在“褶皺”的情況。既然空間會存在“褶皺”，那麼多維空間就可以在這其中誕生。如果引力波造成的空間褶皺被“展開”，四維空間也會隨之而展開。當然，這種情況並不可能在自然狀態下出現，因爲宇宙中的各種物質隨時都在運動。

如果人類能夠操控引力波，那麼是不是我們就可以對多維宇宙有更深的認識？但就現在的情況來看，人類離操縱空間還有漫長的距離，甚至不可能做到。

引力波被監測到就像是我們終於可以收集海水，但我們現在對於地球上的整體海洋發展依舊無能爲力，人類在宇宙這片海洋裡還是像一葉小舟，只能夠被動地接受各種變化。也許在未來，人類可以對這個宇宙產生更多影響吧。等到那個時候，我們對於這些肉眼不可見物質也不再那麼陌生，能夠進行更加深入的研究了。

人類未來的發展

實際上，我們對於空間的研究還涉及到另一個問題，那就是人類未來在太空中要如何進行旅行？現在的人類還沒能夠徹底離開太陽系，其中飛行器的速度就是一個困擾我們的問題。

宇宙中最快的速度是光速，但不要說達不到光速的人類了，就算是達到了光速，我們也很難利用其進行長距離的宇宙飛行，因爲地球上其他人的時間仍然在流逝。那麼，我們就真的沒有辦法進行星際旅行了嗎？如果真是如此，那麼人類的發展將會受到極大限制。

而引力波的發現讓一些人看到了希望，如果我們可以利用空間和時間的扭曲進行“傳送”，那麼根本不需要費盡心思提高我們飛行器的速度。引力波的存在向我們證明了空間和時間確實不是“一成不變”，自然在未來也就有了利用這些條件進行探索的可能性。

也許在未來的某個時刻。人類只需要在眨眼之間就可以去往更加遙遠的星系，那裡究竟存在着一個什麼樣的世界，是如今的我們通過觀察難以看到，甚至也都無法想象的一片未知。

結語

哲學家帕斯卡曾經說，“人是一根有思想的蘆葦”。隨着我們對於宇宙的認識逐漸加深，人類的存在進一步變得“渺小”，我們哪裡僅僅是一根蘆葦，簡直可以說是連沙礫都不如。但不管是蘆葦還是沙礫，重點都不在於我們本身的存在形式，而是我們是“有思想的”生物，能夠用智慧去認識這個世界。

世界上存在着許許多多在肉體上比我們強大的生物，但是它們卻終究沒能夠建立人類這樣的文明，就是因爲我們是一種有着強大智能的存在，即使是渺小的身軀也能夠完成巨大成就。

儘管我們在地球上已經屬於“前無古人，後無來者”，但人類顯然並不滿足於如今的成就，我們還要尋求更多，去往更遠的地方。在無盡深空中必然有人類需要的一切，對於宇宙的探索將是人類的又一次偉大開拓。

·期待在某一天，我們可以脫離各種天體引力的桎梏，成爲太空中自由自在的種族，將我們的文明傳播到更遠的地方。儘管現在還處在起步階段，但人類未來的發展值得我們每個人期待。