引力波有什么作用和用途？
引力被認(rèn)為是時(shí)空彎曲的一種效應(yīng)。這種彎曲是因?yàn)橘|(zhì)量的存在而導(dǎo)致。通常而言，在一個(gè)給定的體積內(nèi)，包含的質(zhì)量越大，那么在這個(gè)體積邊界處所導(dǎo)致的時(shí)空曲率越大。
當(dāng)一個(gè)有質(zhì)量的物體在時(shí)空當(dāng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，曲率變化反應(yīng)了這些物體的位置變化。在某些特定環(huán)境之下，加速物體能夠?qū)@個(gè)曲率產(chǎn)生變化，并且能夠以波的形式向外以光速傳播。當(dāng)一個(gè)引力波通過一個(gè)觀測(cè)者的時(shí)候，因?yàn)閼?yīng)變(strain)效應(yīng)，觀測(cè)者就會(huì)發(fā)現(xiàn)時(shí)候時(shí)空被扭曲。
擴(kuò)展資料
通過研究引力波，科學(xué)家們能夠區(qū)分最初宇宙奇點(diǎn)所發(fā)生的事情。原則上，引力波在各個(gè)頻率上都有。不過非常低頻的引力波是不可能探測(cè)到的，在非常高頻的區(qū)域，也沒有可靠的引力波源。
霍金(Stephen Hawking) 和 以色列（Werner Israel） 認(rèn)為可能可以被探測(cè)到的引力波頻率，應(yīng)該在1.0E-7 Hz 到1E11Hz之間。引力波在不斷的通過地球；然而，即使最強(qiáng)的引力波效應(yīng)也是非常小的，并且這些源距離我們很遠(yuǎn)。
參考資料來源：百度百科——引力波
引力波有什么用
引力波有兩個(gè)非常重要而且比較獨(dú)特的性質(zhì)。第一：不需要任何的物質(zhì)存在于引力波源周圍。這時(shí)就不會(huì)有電磁輻射產(chǎn)生。第二：引力波能夠幾乎不受阻擋的穿過行進(jìn)途中的天體。然而，比如，來自于遙遠(yuǎn)恒星的光會(huì)被星際介質(zhì)所遮擋，引力波能夠不受阻礙的穿過。這兩個(gè)特征允許引力波攜帶有更多的之前從未被觀測(cè)過的天文現(xiàn)象信息。
引力波到底有什么用？
本文刊載于《三聯(lián)生活周刊》2018年第18期，原文標(biāo)題《宇宙中的“標(biāo)準(zhǔn)笛聲”》
探測(cè)到來自宇宙深處的引力波，對(duì)于人類到底有什么用處？這是人們經(jīng)常會(huì)問到的一個(gè)問題。
人類在地球表面，通過一對(duì)長(zhǎng)達(dá)4公里的相互垂直的干涉臂，通過激光的干涉現(xiàn)象探測(cè)到時(shí)空自身所發(fā)生的極小尺度的變化，這本身就是一個(gè)了不起的成就，而它的意義當(dāng)然遠(yuǎn)不止于此。探測(cè)到引力波信號(hào)，相當(dāng)于人類又擁有了一個(gè)極其靈敏的感官，人類從此多擁有了一種方式來感知這個(gè)宇宙的存在，這也必定會(huì)對(duì)天文學(xué)研究產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
在20世紀(jì)20年代，埃德溫·哈勃（Edwin Hubble）做出了開創(chuàng)性的發(fā)現(xiàn)，所有星系都在離我們遠(yuǎn)去，這意味著整個(gè)宇宙都在膨脹，而且天體遠(yuǎn)離地球的速度與其和地球的距離成正比，這個(gè)比例的系數(shù)被稱為哈勃常數(shù)（Hubble Constant）。正是這個(gè)發(fā)現(xiàn)讓人類認(rèn)識(shí)到宇宙存在著一個(gè)開端。
進(jìn)入21世紀(jì)以后，人類又意識(shí)到宇宙不僅在膨脹，而且是在加速膨脹。問題在于，宇宙膨脹的速度到底有多快？這可以說是目前宇宙學(xué)研究最重要的問題之一，因?yàn)樗粌H關(guān)系到人類理解宇宙發(fā)展的 歷史 ，還關(guān)系到宇宙的未來，以及推動(dòng)著宇宙加速膨脹的暗能量的真實(shí)身份。
人類已經(jīng)習(xí)慣于通過星光來認(rèn)識(shí)宇宙。通過檢查接收到的星光的紅移就可以計(jì)算出星系遠(yuǎn)離地球的速度（這也正是哈勃判斷出宇宙正在膨脹所使用的方法），但更難的地方是如何測(cè)量這些星系距離我們的實(shí)際距離，想要知道星系與地球之間的確切距離，就需要對(duì)哈勃常數(shù)進(jìn)行精確測(cè)量。測(cè)量這個(gè)常數(shù)，人類主要有兩種手段，可通過這兩種方式得出的數(shù)值卻并不一致。
天文學(xué)家們測(cè)量宇宙中天體距離地球的距離，目前最常用的手段就是“標(biāo)準(zhǔn)燭光”（Standard Candle）方法。人們已知某幾種天體因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)特征比較一致，亮度相當(dāng)恒定，因而得名“標(biāo)準(zhǔn)燭光”。當(dāng)人類通過望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到這些天體時(shí)，因?yàn)樗鼈兣c地球的距離不同，看上去亮度有所差異。通過這種觀測(cè)到的亮度，再與其在理論上的真實(shí)亮度相對(duì)比，天文學(xué)家就可以計(jì)算出這些標(biāo)準(zhǔn)燭光與地球的真實(shí)距離。正是利用這種方法，天文學(xué)家們測(cè)定了哈勃常數(shù)的數(shù)值：每相隔326萬光年（100萬秒差距）的距離，星系退行的速度就會(huì)增加大約73.5公里/秒。但是在2015年，天文學(xué)家們通過在地球軌道上的普朗克衛(wèi)星對(duì)宇宙微波背景輻射進(jìn)行了精細(xì)測(cè)量，而利用這種方法得出的哈勃常數(shù)的數(shù)值為每相隔326萬光年的距離，星系退行的速度會(huì)增加大約70公里/秒——兩者的差距不可謂不大。
問題到底出在哪里，分歧從何而來？天文學(xué)家們認(rèn)為，或許兩種方法都不是非常精確。例如通過“標(biāo)準(zhǔn)燭光”方法來判斷天體的距離，雖然在理論上被用作標(biāo)準(zhǔn)燭光的天體亮度值得信賴，但是在地球上進(jìn)行觀測(cè)，它的亮度不但會(huì)受到距離的影響，而且還會(huì)受到天體周圍環(huán)境的影響。在星光傳播過程中受到的宇宙灰塵和氣體的干擾，都會(huì)降低探測(cè)的準(zhǔn)確性。而另一方面，通過普朗克衛(wèi)星探測(cè)的宇宙微波背景輻射情況來判斷哈勃常數(shù)，其理論依據(jù)是所謂的“標(biāo)準(zhǔn)宇宙模型”，這個(gè)模型囊括了暗能量、暗物質(zhì)和可見物質(zhì)，可以說體現(xiàn)了目前人類對(duì)宇宙整體狀態(tài)的認(rèn)知，但它是否能夠準(zhǔn)確描述宇宙的全貌？對(duì)宇宙狀態(tài)了解的不充分，同樣會(huì)影響對(duì)哈勃常數(shù)的測(cè)定。
用兩種方法測(cè)量哈勃常數(shù)結(jié)果卻得出了不同的數(shù)值，那么怎樣才能獲得最準(zhǔn)確的數(shù)值？引力波探測(cè)開啟了一條新路，這有可能為天文學(xué)家提供一個(gè)前所未有的精確測(cè)量天體距離的手段。可以說，通過引力波探測(cè)進(jìn)行天文學(xué)研究，其中最大的用處就在于測(cè)量出宇宙膨脹的速度到底有多快，以及宇宙膨脹的 歷史 。人類甚至有可能通過引力波研究得知宇宙究竟為什么膨脹。
實(shí)際上，早在30多年前，就已經(jīng)有天文學(xué)家展望人類有可能利用引力波來解決天文學(xué)問題。1986年9月，英國卡迪夫大學(xué)的天文學(xué)家伯納德·舒茨（Bernard Schutz）在《自然》雜志發(fā)表論文《通過引力波觀測(cè)確定哈勃常數(shù)》（Determining the Hubble Constant from Gravitational Wave Obrvations），他在論文中提出，人類可以通過引力波探測(cè)來解決一個(gè)困擾了天文學(xué)家許久的重要問題——宇宙膨脹的速度到底有多快。
這樣一篇論文在理論上雖然無可挑剔，但因?yàn)楫?dāng)時(shí)人們?nèi)匀徊恢朗欠裾娴挠锌赡芴綔y(cè)到引力波信號(hào)，所以它也就如同屠龍之技，沒有太大的實(shí)際意義。當(dāng)引力波信號(hào)被發(fā)現(xiàn)之后，這篇30多年前的論文的真正價(jià)值便體現(xiàn)了出來。通過引力波進(jìn)行天文學(xué)測(cè)量，是一種全新的、獨(dú)立的方法，因此它可以成為判斷此前兩種方法有效性的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，而且在理論上它的精度可以超過其他方法。
引力波通過時(shí)空本身以光速傳播，在傳播過程中不會(huì)受到環(huán)境的干擾，因此通過引力波來判斷天體距離，精度要高于標(biāo)準(zhǔn)燭光方法。如果說通過星光進(jìn)行宇宙學(xué)探測(cè)屬于光學(xué)范疇，那么引力波在頻率范圍內(nèi)更接近于聲音（人們甚至可以直接把引力波信號(hào)作為音頻播出），因此，仿照著“標(biāo)準(zhǔn)燭光”概念，天文學(xué)家們又提出了“標(biāo)準(zhǔn)笛聲”（Standard Siren）概念，也就是通過探測(cè)到的引力波信號(hào)的強(qiáng)度來判斷天體與地球的實(shí)際距離。
目前人類已經(jīng)觀測(cè)到了5次兩個(gè)相互環(huán)繞的恒星級(jí)黑洞系統(tǒng)在合并過程中所發(fā)出的引力波信號(hào)，這也成為“黑洞”這種天體在宇宙中真實(shí)存在的最直接的證據(jù)。但更令天文學(xué)家們感到興奮的是，在2017年8月，LIGO觀測(cè)到了兩顆中子星在合并過程中所發(fā)出的引力波。與黑洞在合并過程中完全不可見不同，這次被命名為“GW170817”的距離地球1.3億光年之外發(fā)生的中子星合并事件，不僅釋放出了引力波，還釋放出大量的伽馬射線。天文學(xué)家們得以通過多種手段觀測(cè)同一個(gè)宇宙學(xué)現(xiàn)象，并且通過估算信號(hào)的原有強(qiáng)度與其被探測(cè)到的強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比來判斷其與地球的距離。
天文學(xué)家們急于通過引力波信號(hào)來測(cè)量天體的精確距離，并且為此前進(jìn)行測(cè)距的兩種天文學(xué)方法充當(dāng)裁判，但是問題在于，目前人類所獲得的引力波數(shù)據(jù)還太少，人們只能根據(jù)目前掌握的唯一一個(gè)中子星合并的引力波數(shù)據(jù)計(jì)算哈勃常數(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)得出的數(shù)值是每相隔326萬光年的距離，星系退行的速度就會(huì)增加大約66.9公里/秒——這個(gè)數(shù)值恰好介于通過前述兩種方法所得出的兩個(gè)數(shù)值中間。人們相信這樣的誤差將隨著逐漸積攢中子星合并的引力波信號(hào)而越來越小，因此天文學(xué)家們急切盼望著能夠再次探測(cè)到中子星合并的引力波信號(hào)，以不斷修正以此計(jì)算出的哈勃常數(shù)。
不僅是用來測(cè)量天體與地球之間的距離，引力波信號(hào)中還藏著更多的信息。無論是在天文學(xué)領(lǐng)域還是在基礎(chǔ)物理學(xué)領(lǐng)域，科學(xué)家都希望能夠通過研究引力波信號(hào)建立更加準(zhǔn)確的模型。例如物理學(xué)家們非常希望了解中子星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。這種天體是除了黑洞之外宇宙中最為致密的物體，了解它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)于物理學(xué)研究的意義重大。中子星合并過程中發(fā)出的引力波信號(hào)正蘊(yùn)含著這種重要的信息。
在“GW170817”中子星合并事件的觀測(cè)過程中，天文學(xué)家們記錄了長(zhǎng)達(dá)100秒的引力波信號(hào)，但是最終卻因?yàn)槠漕l率過高，超出了裝置的探測(cè)范圍而錯(cuò)過了重要的一部分。正因?yàn)槿绱耍藗儾偶庇诜e攢更多的中子星合并引力波信號(hào)。例如一顆中子星到底有多大，物質(zhì)究竟能夠被壓縮到什么程度？一些宇宙中的伽馬射線爆發(fā)從何而來？一些重元素到底是如何產(chǎn)生的？這些問題都可能從引力波信號(hào)中得到答案。
另一方面，兩個(gè)相互圍繞旋轉(zhuǎn)、最終合并在一起的恒星級(jí)雙黑洞系統(tǒng)到底是如何產(chǎn)生的？它們究竟是先由燃燒殆盡的恒星發(fā)生爆發(fā)而形成黑洞，之后在引力的作用下相互靠近，還是原本兩個(gè)相互圍繞旋轉(zhuǎn)的恒星逐漸燃盡而成為黑洞，雙星系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡p黑洞系統(tǒng)？天文學(xué)家們也希望在積攢了足夠多的黑洞合并引力波信號(hào)之后，通過判斷它們此前的自旋狀況對(duì)此做出判斷。
從人類第一次探測(cè)到引力波信號(hào)算起，引力波天文學(xué)時(shí)代剛剛開啟了3年時(shí)間，一切都剛剛開始。也正是如此，人們才對(duì)它充滿希望。天文學(xué)家希望通過引力波來了解宇宙從誕生到現(xiàn)在的發(fā)展 歷史 ，了解星系形成、合并和發(fā)展的過程，了解宇宙膨脹的整個(gè)原因和過程，并繪制出整個(gè)宇宙的黑洞地圖。
不僅如此，天文學(xué)家們還希望通過引力波預(yù)測(cè)整個(gè)宇宙的未來、探明暗能量的本質(zhì)，由此了解宇宙是否會(huì)永遠(yuǎn)加速膨脹。
想要實(shí)現(xiàn)這些遠(yuǎn)大目標(biāo)，人類現(xiàn)有的引力波探測(cè)手段還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。除了位于美國的兩個(gè)LIGO引力波探測(cè)器之外，歐洲六國合作建造的VIRGO引力波探測(cè)器也已經(jīng)成為人類進(jìn)行引力波探測(cè)的重要裝置。科學(xué)家們目前正在加強(qiáng)LIGO和VIRGO探測(cè)器的靈敏度。日本也正在地下建設(shè)臂長(zhǎng)3公里的神岡引力波探測(cè)器（KAGRA），這個(gè)探測(cè)器在位置上可以與LIGO和VIRGO形成互補(bǔ)。越來越多的引力波探測(cè)裝置將逐漸在地球上形成一個(gè)引力波探測(cè)網(wǎng)絡(luò)，但最被人們寄予厚望的，當(dāng)屬歐洲空間局（ESA）正在建造的激光干涉空間天線（LISA）。LISA計(jì)劃將在21世紀(jì)30年代開始工作，在太空中以遠(yuǎn)超地球引力波探測(cè)裝置的尺度探測(cè)另一個(gè)領(lǐng)域的引力波信號(hào)。
在地球上的引力波探測(cè)器，因?yàn)槭艿狡涑叨群椭車肼暤南拗疲m合探測(cè)高頻范圍（10赫茲到1000赫茲）的引力波信號(hào)，無法探測(cè)更低頻率范圍的引力波信號(hào)。而將在太空中工作的LISA將探測(cè)0.00002赫茲至0.1赫茲之間的低頻引力波信號(hào)。在太空中，三個(gè)彼此相距250萬公里的探測(cè)器形成一個(gè)三角形，之間通過激光進(jìn)行聯(lián)系，相互合作進(jìn)行低頻引力波探測(cè)。
在這個(gè)頻率范圍內(nèi)，人類將有可能觀測(cè)到遠(yuǎn)超恒星級(jí)黑洞的巨型黑洞合并過程。例如我們知道在很多星系的中心都有一個(gè)質(zhì)量相當(dāng)于數(shù)十億個(gè)恒星的超巨型黑洞，如果兩個(gè)星系彼此進(jìn)行碰撞合并，這樣規(guī)模的兩個(gè)超巨型黑洞在合并過程中就將發(fā)出低頻引力波信號(hào)，而這樣的信號(hào)從本世紀(jì)30年代開始就有可能被LISA探測(cè)到。觀測(cè)到超巨型黑洞的合并過程，人們必將更清晰地理解整個(gè)宇宙的進(jìn)化 歷史 ，以及星系的發(fā)展史——考慮到宇宙中數(shù)以千億計(jì)的星系數(shù)量，有天文學(xué)家預(yù)測(cè)，在LISA開始工作之后，或許每年都能探測(cè)到幾次這樣驚人的星系合并過程。
正是因?yàn)長(zhǎng)ISA探測(cè)器具有超高靈敏度，人們可以想象，當(dāng)它開始工作后，會(huì)立刻發(fā)現(xiàn)看似安靜的宇宙中實(shí)際上充滿了各種各樣嘈雜的噪聲，熱鬧非凡。LISA將會(huì)“聽到”宇宙中各種天體無休無止發(fā)出的各類引力波信號(hào)，其中會(huì)有很多是來自宇宙悠遠(yuǎn)的過去，甚至是發(fā)自宇宙的開端。整個(gè)宇宙的發(fā)展史將以引力波的方式向人類展示出來。
正是因?yàn)槠湓靸r(jià)昂貴而且意義重大，歐洲空間局首先在2015年發(fā)射了激光干涉空間天線“開路者號(hào)”（LISA Pathfinder），用以測(cè)試這個(gè)想法的可行性。在地球軌道上，兩個(gè)質(zhì)量為2公斤的方塊在沒有重力影響的條件下彼此相距38厘米，通過激光相互聯(lián)系。經(jīng)過一年多的測(cè)試，結(jié)果顯示這種實(shí)驗(yàn)方式的可靠性超出了人們的預(yù)期。如無意外，LISA將在2034年升空，屆時(shí)人類將開啟引力波天文學(xué)的又一個(gè)全新時(shí)代。
宇宙到底是什么形態(tài)，取決于人類通過怎樣的方式去觀察。一方面它寒冷，空曠，寂靜，另一方面它又是嘈雜無序的，充滿了各種可能和秘密。人類所想象的宇宙，包含了時(shí)空本身，包含了一切的物理實(shí)在，也包含了一切的可能性。人類希望理解宇宙的開端，同樣也希望能夠預(yù)測(cè)宇宙的未來。盡管這個(gè)目標(biāo)現(xiàn)在看起來仍然顯得遙遙無期，但引力波天文學(xué)的興起，不僅會(huì)讓我們對(duì) 探索 宇宙的未來更加樂觀，也會(huì)對(duì)人類文明的未來和理性的力量更加樂觀。
（本文寫作參考了《自然》雜志的報(bào)道）
引力波有什么用，引力波被發(fā)現(xiàn)解釋恒星爆炸
在物理學(xué)中，引力波是指時(shí)空彎曲中的漣漪，通過波的形式從輻射源向外傳播，這種波以引力輻射的形式傳輸能量。愛因斯坦基于廣義相對(duì)論預(yù)言了引力波的存在。引力波的存在是廣義相對(duì)論洛倫茲不變性的結(jié)果，因?yàn)樗肓讼嗷プ饔玫膫鞑ニ俣扔邢薜母拍睢Ｏ啾戎拢Σú荒軌虼嬖谟谂ｎD的經(jīng)典引力理論當(dāng)中，因?yàn)榕ｎD的經(jīng)典理論假設(shè)物質(zhì)的相互作用傳播是速度無限的。
引力波有兩個(gè)非常重要而且比較獨(dú)特的性質(zhì)。第一：不需要任何的物質(zhì)存在于引力波源周圍。這時(shí)就不會(huì)有電磁輻射產(chǎn)生。第二：引力波能夠幾乎不受阻擋的穿過行進(jìn)途中的天體。
引力波是什么？引力波的發(fā)現(xiàn)有什么用途
不久前美國的科學(xué)家用實(shí)驗(yàn)證明了引力波的存在，而近日國內(nèi)在幾年前就有人提出了引力波的相關(guān)理論，但是卻被人嘲諷最后擱置并受到關(guān)注，那么引力波究竟是什么？它的發(fā)現(xiàn)對(duì)于人類以后的文明科技進(jìn)步有什么用途。
什么是引力波
引力波也稱重力波，引力波是愛因斯坦廣義相對(duì)論所預(yù)言的一種以光速傳播的時(shí)空波動(dòng)，是時(shí)空曲率的擾動(dòng)以行進(jìn)波的形式向外傳遞的一種方式。如同電荷被加速時(shí)會(huì)發(fā)出電磁輻射，同樣有質(zhì)量的物體被加速時(shí)就會(huì)發(fā)出引力輻射，這是廣義相對(duì)論的一項(xiàng)重要預(yù)言。
如果引力波被首次直接探測(cè)到的消息能夠得到證實(shí)，那么這些都將顯得不再那么重要，因?yàn)槲覀儗?huì)因此受益良多：我們將會(huì)再次確認(rèn)愛因斯坦是對(duì)的，引力輻射是真實(shí)存在的，并且黑洞的合并過程的確會(huì)產(chǎn)生這樣的引力輻射，而更重要的是，這樣的引力輻射信號(hào)是可以被 從地球上探測(cè)到的。這將是一個(gè)全新的天文學(xué)領(lǐng)域，一個(gè)不需要望遠(yuǎn)鏡的新的天文學(xué)領(lǐng)域，它將引領(lǐng)我們打開理解黑洞、中子星和其他難以采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行觀測(cè)的天體類型的全新視野。
引力全稱萬有引力，又稱重力相互作用，它是指具有質(zhì)量的物體之間加速靠近的趨勢(shì)，簡(jiǎn)單說就是物體之間相互吸引的作用力。它是自然界的四大基本相互作用力之一，也是自然界中最普遍存在的力，可以說是無處不在。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理學(xué)院教授蔡一夫解釋說，在經(jīng)典力學(xué)中，萬有引力被認(rèn)為是帶有質(zhì)量的物體之間所存在的相互作用。然而，在愛因斯坦的廣義相對(duì)論中，萬有引力是由于存在質(zhì)量對(duì)時(shí)空的彎曲所造成的現(xiàn)象。“廣義相對(duì)論認(rèn)為，物質(zhì)的質(zhì)量會(huì)使得時(shí)空彎曲。比如說有個(gè)人在一個(gè)沙發(fā)上坐下時(shí)，原本平整的沙發(fā)表面就立刻會(huì)向下凹陷，出現(xiàn)一個(gè)坑，而之前放在沙發(fā)周圍的物體就有向坑中間滑落的趨勢(shì)，于是就產(chǎn)生了萬有引力。”
“在宇宙空間也是一樣，比如把太陽、地球、恒星、黑洞等大質(zhì)量的天體放在時(shí)空中，時(shí)空就會(huì)形成‘凹陷彎曲’，萬有引力也就產(chǎn)生了。”美國麻省理工學(xué)院物理系研究員蘇萌說。
由此可見，在愛因斯坦廣義相對(duì)論的視野里，引力等價(jià)于彎曲的時(shí)空。而引力波就是在彎曲的時(shí)空這個(gè)大背景下，當(dāng)發(fā)生有質(zhì)量的物體加速運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的擾動(dòng)時(shí)，由此產(chǎn)生的波動(dòng)如波紋一樣向外傳播的現(xiàn)象。“如果把引力比作大海，那么引力波就是大海中波浪的激蕩。”蔡一夫說。
蔡一夫拿蹦床舉例進(jìn)一步解釋說，“如果一個(gè)運(yùn)動(dòng)員站在蹦床上，他站著的那個(gè)位置就會(huì)形成一個(gè)凹陷，也就是我們所說的彎曲。如果這個(gè)運(yùn)動(dòng)員在那里一動(dòng)不動(dòng)的話，那個(gè)彎曲就像被扳彎的鋼尺一直緊繃在那里。這種緊繃其實(shí)是在儲(chǔ)存能量。如果他稍微動(dòng)一動(dòng)，跳一下，這個(gè)蹦床就會(huì)把他彈起來。為什么會(huì)被彈起來呢？就是因?yàn)橹皟?chǔ)存的能量釋放了。這個(gè)釋放不僅是把人彈到了空中，而且使得這個(gè)蹦床表面從一開始緊繃的靜止?fàn)顟B(tài)一下子變成反復(fù)起伏、上下翻滾的褶皺狀態(tài)，這個(gè)起伏翻滾并傳開來的褶皺就可以理解成一個(gè)波動(dòng)的傳播，即產(chǎn)生引力波。”
蔡一夫說，如果把宇宙空間比作蹦床，把黑洞比作蹦床運(yùn)動(dòng)員，它在宇宙這個(gè)大蹦床上通過碰撞、并合等方式蹦了一下，就會(huì)把之前儲(chǔ)存的巨大能量釋放出來，這種行為會(huì)擾動(dòng)周圍的時(shí)空，造成起伏和震動(dòng)，這個(gè)能量就會(huì)以引力波的形式傳遞出去。這種起伏的程度越大，波動(dòng)就越大，引力波也就越強(qiáng)。
引力波的發(fā)現(xiàn)有什么用途
1、驗(yàn)證了已故科學(xué)家愛因斯坦的預(yù)言。如果引力波不被發(fā)現(xiàn)，愛因斯坦的理論就如同缺了一條腿的凳子，是有漏洞的。引力波的發(fā)現(xiàn)，擬補(bǔ)了愛因斯坦的廣義相對(duì)論的漏洞，也確定了他的理論的正確。
2、引力波的發(fā)現(xiàn)類似當(dāng)年的發(fā)現(xiàn)X光一樣，是一種工具。有了這個(gè)工具，我們可以利用引力波的觀察，去觀察遙遠(yuǎn)的宇宙的現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)、時(shí)空穿梭等等才是有可能實(shí)現(xiàn)的事情。如果沒有引力波，以我們現(xiàn)有的技術(shù)是做不到這些科幻世界才有的事情的。
3、引力波不同在于，引力波的周期要長(zhǎng)得多，同時(shí)也微弱的多，能觀察到引力波，至少要具備一定的技術(shù)水準(zhǔn)，觀察到引力波說明在這個(gè)領(lǐng)域人類的技術(shù)進(jìn)步到了前所未有的水平。
4、隨后是新用途：如果引力波被證明擁有雷管雞預(yù)言的性質(zhì)，那它將大大改變我們的生活。我們目前所有的太陽能電池都將變化雷管雞錐形，那時(shí)我們所使用的太陽能發(fā)電將是現(xiàn)在的5倍！！！而火力發(fā)電的減少又會(huì)造成霧霾減弱、二氧化碳排放減少、大氣變暖減輕，酸雨減少，節(jié)約了化石資源，前途光明啊！想想就開心！
5、引力波的發(fā)現(xiàn)將會(huì)改變物理界，對(duì)整個(gè)人類發(fā)展將會(huì)起到巨大變化，人類，將會(huì)步入引力波世界
引力波攜帶著與電磁波截然不同的信息，將為我們揭示宇宙新的奧秘，甚至為我們揭示宇宙誕生之初的奧妙
“一旦宇宙中某個(gè)地方因?yàn)樘祗w碰撞或爆炸產(chǎn)生了引力波，這種時(shí)空的‘震蕩’會(huì)在宇宙間以光速傳播。如果離地球足夠近，就可以用‘引力波天線’接收這些訊號(hào)。就像地球上時(shí)不時(shí)發(fā)生地震一樣，只要我們有一個(gè)好的地震儀就能探測(cè)到這些微乎其微的震蕩。”蘇萌說。
蘇萌介紹，目前引力波根據(jù)其產(chǎn)生源不同，主要分四種，分布在不同頻率上。針對(duì)不同頻率，科學(xué)家設(shè)計(jì)了不同的探測(cè)手段。例如，這次LIGO實(shí)驗(yàn)組探測(cè)到的黑洞引力波就屬于高頻段，探測(cè)手段就是地面數(shù)公里的激光干涉裝置。
四種引力波中，原初引力波頻率最低，迄今為止還未被觀測(cè)到，其波長(zhǎng)跟整個(gè)宇宙的尺度差不多大。它不同于天體運(yùn)動(dòng)、演化形成的引力波，而是來自于宇宙早期，產(chǎn)生于宇宙大爆炸時(shí)宇宙時(shí)空劇烈的“暴脹”過程中。原初引力波的探測(cè)需要對(duì)宇宙大爆炸后微波背景輻射（宇宙微波背景輻射是宇宙誕生大概38萬年后留下來的電磁波）進(jìn)行觀測(cè)，一旦被探測(cè)到對(duì)基礎(chǔ)物理學(xué)意義更加重大。
那么，探測(cè)到引力波到底有啥用？
科學(xué)家們普遍認(rèn)為，這次LIGO這一發(fā)現(xiàn)是愛因斯坦相對(duì)論實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中最后一塊缺失的“拼圖”，證實(shí)了愛因斯坦廣義相對(duì)論的正確性。
“既然引力波是存在的，基于引力波的科研思路可信性就大大提高了。就好像走一條未知的路，走到半路，有人懷疑不對(duì)，結(jié)果證實(shí)是對(duì)的，那么就可以加快步伐了。”蘇萌說。
蘇萌說，從科學(xué)上講，引力波的發(fā)現(xiàn)為我們打開了研究宇宙的全新窗口，射電、光學(xué)、伽馬射線等電磁波譜研究宇宙都是來自于光子攜帶的信息，引力波攜帶著與電磁波截然不同的信息，將為我們揭示宇宙新的奧秘，比如黑洞與黑洞并合時(shí)的物理過程。如果能探測(cè)到宇宙大爆炸時(shí)發(fā)出的原初引力波，那將為我們揭示宇宙誕生之初的奧妙。
“就好比，人類以前以為自己只有一雙能夠看見外界的眼睛（電磁波探測(cè)），現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)自己還有一雙能夠聽見外界的耳朵（引力波探測(cè)）。”中科院高能所研究員張新民說。
引力波的發(fā)現(xiàn)對(duì)普通人的生活會(huì)產(chǎn)生什么影響？科學(xué)家們表示，一個(gè)新的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)，總會(huì)給人類社會(huì)帶來無法預(yù)估的發(fā)展。18世紀(jì)描述電磁波的麥克斯韋理論確認(rèn)的時(shí)候，也沒有人知道會(huì)給人類帶來什么，但是現(xiàn)在不管是電視機(jī)還是移動(dòng)電話，都與電磁現(xiàn)象有關(guān)。
誰能用大白話解釋一下引力波和引力波的用途
可以通過對(duì)比電磁場(chǎng)（電磁波）來理解引力波。
電荷可以產(chǎn)生電場(chǎng)和磁場(chǎng)，如果電荷量發(fā)生變化或者加速運(yùn)動(dòng)，場(chǎng)就不再是穩(wěn)恒的，就像石頭擊水，產(chǎn)生電磁場(chǎng)的漣漪，就是電磁波。對(duì)引力而言，物質(zhì)的質(zhì)量（能量）就會(huì)產(chǎn)生引力場(chǎng)。如果質(zhì)量變化或者加速運(yùn)動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生引力場(chǎng)的漣漪，就是引力波。引力波的存在反映了引力場(chǎng)傳遞過程具有有限的速度。
引力波的用途目前主要設(shè)想用在天文上。電磁波（也就是光之類）在宇宙中會(huì)收到吸收衰減，讓我們看不到很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)的地方和宇宙大爆炸早期（那時(shí)候物質(zhì)密度太高，光線不透明）。引力波則不一樣。利用這一特性，人們可以觀察更大尺度的宇宙和更早期的宇宙。不過這個(gè)還是設(shè)想，現(xiàn)在人們對(duì)引力波觀測(cè)的經(jīng)驗(yàn)還很少，還有很多事情要做。
