《三体》和《星际穿越》里的引力波大揭密

▲"B模"偏振的形象展示

这一难题有望被下一代BICEP实验——诸如Atacama宇宙望远镜（Atacama Cosmology Telescope，ACT）以及其计划中的继任者AdvACT解决。科学家们利用这些望远镜将能测量普朗克卫星测量范围之外的宇宙微波背景辐射，并将从前一代BICEP实验中汲取到大量对粉尘和其他污染物建模的宝贵经验，这让“B模”偏振的检测在未来十年内有望变成现实。

有些学者推测，若减去已知天体物理过程中所检测到的引力波，空间干涉仪也许能够探测到原初引力波。

4、引力波无法证明宇宙大爆炸

前文提到过引力波可以形成于天体撞击事件中，但引力波的最初起源并非来自于大爆炸（the Big Bang）而是宇宙暴涨（大爆炸后宇宙所经历的一段短暂的指数级膨胀过程），即原初引力波，而宇宙微波背景辐射（宇宙38万岁时的“宝宝”照）却记录了原初引力波的踪迹。

宇宙暴涨现在被认为是早期宇宙的主要模式。虽然随着关于宇宙暴涨的许多关键性预测被逐一证实，原初引力波的存在仍然是未解之谜。

前文中BICEP2声称所发现的引力波是观测到的宇宙加速膨胀所带来的意外收获。这符合广义相对论的预测结果——预言一个加速运动的物体能发出引力波（这与加速电荷将发射电磁波类似）。

所以说，如果能直接观测到引力波，人们将知道宇宙暴涨发生时的能量量级，从而使人们更接近最终了解宇宙大爆炸的真相。但遗憾的是，引力波并不能作为宇宙大爆炸存在的证据。

5、探测引力波需要多个实验

根据大量的统计结果，探测引力波无疑需要不止一个实验。引力波像光波一样具有不同的频率，目前的两种探测技术（B-模和激光干涉仪）都在以至少相差15个数量级的频率搜寻引力波。

根据最简单的暴涨理论，原初引力波的背景在一个特定的频谱中。换句话说，不同的频率对应不同的幅值。因此，如果科学家们能探测到两种或两种以上的不同频率的引力波，这将作为宇宙暴涨的有力证据——即使最强硬的怀疑论者也无法反驳。