《三体》和《星际穿越》里的引力波大揭密

2015年8月底荣获雨果奖（科幻文学界的诺贝尔奖）的科幻小说《三体》中，罗辑从三体人那里为人类“敲诈”来了一大神器——引力波天线，从而暂时拯救了几乎快要被灭族的人类。

电影《星际穿越》中，Cooper甚至通过引力波穿越时间和空间给女儿Murph传递了信息，正如有篇著名的影评所说：“能够穿越星际的，不止引力波，还有爱。”

在现实中引力波真实存在吗？科学家们从来就没有放弃过寻找引力波的踪迹。

引力波是爱因斯坦广义相对论（在希格斯粒子现身后也是现代物理学）中唯一还没有被直接证实的预言（存在间接证据）。

通俗地讲，引力波是宇宙中一种特殊的“时空涟漪”，因此也可以将其想象成在时空中的微小起伏。

具备物理学常识的人们都知道万有引力无处不在，但是为何引力波却难以探测呢？实在是因为万有引力实在太微弱了，只有当质量达到如太阳、地球、月亮这样的数量级，人们才能感觉到其存在，而引力波相比之下更加微弱。

2014年3月，NASA的美国科学家们通过位于南极（选择这里是因为可以避免来自手机通讯、电视广播以及其他日常电子产品的电波干扰）的BICEP2（Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization，宇宙银河系外偏振背景图像）望远镜观测到了引力波的相关信号，这是人类首次探测在宇宙诞生之初的暴涨期中证明引力波存在的直接证据。

起初，此发现被誉为是本世纪最具突破性的发现，几乎被“认定”能够获得下一个诺贝尔奖，但随后NASA的这一发现很快被扇脸，科学家们发现观测结果显著只不过是因为有其他效应未排除，证实了这只是一场空欢喜，因为这些信号仅仅是宇宙中的星际尘埃而已（论文题目A Joint Analysis of BICEP2/Keck Array and Planck Data，详见参考文献）。

▲实验组文章中展示的偏振分布图

那么问题来了，人类面对的困难究竟有多大？引力波到底来自于哪里？有可能最终发现引力波么？引力波真的能够为宇宙大爆炸理论提供确凿的证据吗？