爱因斯坦最后的预言，为了验证它竟然花了一百年！

驱魔少年 · 发表于 2017-11-5 03:04:43

1915年，爱因斯坦完成了著名的广义相对论。根据广义相对论，爱因斯坦做出了关于引力的众多天文学预言，包括引力透镜、黑洞、引力波等等。各个预言的证据被陆续发现，而最后一个预言——引力波存在的证据，直到2016年才被发现。

爱因斯坦

引力波

广义相对论是关于引力的理论，它把引力视作质量扭曲了时空的一种效应。当被质量扭曲，时空中就会泛起涟漪，这一阵一阵如水波一样向外传播的时空涟漪就是引力波。引力波的提出推翻了牛顿关于引力的描述，因为在牛顿的理论里面，引力的传递是无限快的，而广义相对论中提出的引力波以光速传播。由于引力的作用非常微弱，所以只有从质量巨大的天体中才能明显观测到引力波。

2016年2月，激光干涉引力波天文台（LIGO）正式宣布从双黑洞融合的过程中观测到引力波的存在，证实了爱因斯坦百年前的猜测。在那之后，关于引力波的实验不断有新进展：2017年9月，位于意大利比萨附近的处女座干涉仪也在升级后首次录到黑洞合并产生的引力波信号。2017年10月16日，LIGO和全球各地的天文台团队联合召开记者会宣布，发现双中子星合并产生的引力波以及电磁波。

中子星合并和黑洞合并的差异

中子星几乎由中子组成，它是除了黑洞以外密度最高的天体。火柴盒大小的中子星物质，就有数十亿吨重。它是由质量比太阳大许多的恒星演化而来，这些恒星的最后阶段，成为超新星爆炸后，遗留下来的核心因为重力而坍缩，成为直径只有十多公里、质量却比太阳大的中子星。

那么中子星合并产生和黑洞合并有何不同呢？

之前观测到的引力波起源于双黑洞合并。黑洞是“黑”的，基本上不能看到，所以只能通过引力波来发现黑洞的存在。而中子星带有强烈的磁场，早在1960年代，人类就已经观测到中子星产生的电磁波。发现中子星产生的引力波，意味着我们可以直接用电磁波望远镜实际观测到双中子星的合并，同时与观测到的引力波进行对照，可以加深人类对引力波、中子星和宇宙的理解。

双中子星合并模拟

天文学家观测到了什么？

虽然10月16日才正式公开，但这次观测从8月17日就已经开始。而这个双中子星合并事件早在一亿多年前就已经发生。

这次事件发生在距离地球一亿三千万光年的长蛇座。中子星合并产生的引力波信号，跨越了漫长的距离和时间来到地球，于2017年8月17日被人类观测到。没多久，全世界的望远镜，包括哈勃太空望远镜，纷纷将镜头指向这个区域，一同见证这场一亿多年前的天文奇景。

两个比太阳质量更大的中子星互相旋转、碰撞，最终融合成一个新星体。在这个过程中，产生了大量的重金属和贵金属，如黄金。中子星质量比黑洞小，引力波强度更低，信号会持续更久，科学家录得了一分多钟的引力波信号。

历史的见证

之前的黑洞引力波，虽然是伟大的发现，但传统望远镜并无用武之地。这次双中子星的合并，是第一次引力波观测能够和传统的（电磁波）望远镜相互对照的例子。

后续还有很多分析和研究工作，但这次中子星融合事件，无疑是天文学的另一个里程碑。随着时代的进步，我们都见证了人类对宇宙探索踏出史无前例的一步。