1916年，愛(ài)因斯坦根據自己的廣義相對論，提出了一個(gè)預言，那就是引力波的存在。
預言很容易，驗證卻很難?？茖W(xué)家們用了整整100年的時(shí)間，在2016年才終于證明了愛(ài)因斯坦的預言，發(fā)現了引力波。
引力波的探測，的確給我們帶來(lái)了巨大的挑戰。但是，接下來(lái)的劇情恐怕就大大出乎我們的預料了。在完成了第一次引力波探測后，人類(lèi)在這方面的研究就像是開(kāi)了竅一樣，一發(fā)而不可收。此后的引力波探測雖然仍然存在難度，但不再像此前一百年那樣難以企及，越來(lái)越多的引力波被發(fā)現。
不得不說(shuō)，雖然距離第一次發(fā)現引力波只過(guò)去了4年，但現在科學(xué)家對于引力波的探測，已經(jīng)可以說(shuō)是游刃有余。 僅僅在2019年4月1日到10月1日期間，LIGO-Virgo合作項目就在宇宙中發(fā)現了多達39次引力波，平均每周就有1.5次。
LIGO-Virgo合作指的是兩座專(zhuān)門(mén)用于探測引力波的天文臺，其中LIGO指的是激光干涉引力波天文臺，有兩個(gè)部分的觀(guān)測來(lái)形成干涉，其中一個(gè)臂位于美國Livingston市，另一個(gè)位于美國Hanford市；Virgo指的是室女座干涉儀，位于意大利比薩附近。
（圖片說(shuō)明：室女座干涉儀）
它們是目前世界上最先進(jìn)的引力波探測天文臺，并且多次合作，以增強觀(guān)測能力。在前幾次發(fā)現了引力波后，科學(xué)家們對兩個(gè)天文臺進(jìn)行了升級，增強了觀(guān)測能力，才有了這39次新的引力波事件被發(fā)現。迄今為止，引力波瞬態(tài)目錄2一共已經(jīng)記錄下50次引力波事件了。
引力波的發(fā)現絕不僅僅是驗證愛(ài)因斯坦理論而已，它如今已經(jīng)成為了科學(xué)家探測宇宙的重要工具，幫助我們理解黑洞、中子星等致密天體的性質(zhì)。通過(guò)引力波了解它的波源，就像是在順藤摸瓜，可以讓我們獲得很多有用的信息。
（圖片說(shuō)明：激光干涉引力波天文臺）
LIGO科學(xué)合作組織（LSC）成員、西北大學(xué)的天文學(xué)家Christopher Berry指出：引力波天文學(xué)具有革命性，它能夠向我們展示那些隱藏在角落中的黑洞和中子星的生活。僅僅用了5年的時(shí)間，我們就從完全不知道雙黑洞存在，發(fā)展到了擁有超過(guò)40個(gè)黑洞名錄的今天。第三次觀(guān)測取得了比以往更加豐富的收獲，將它們和此前的發(fā)現結合在一起，就能夠繪制一幅遍布著(zhù)五花八門(mén)的雙星系統的宇宙畫(huà)卷。
的確，通過(guò)引力波的探測，科學(xué)家們發(fā)現了許多此前從未探測到過(guò)的黑洞。同時(shí)，通過(guò)對引力波的追蹤，我們還能觀(guān)測到雙黑洞、雙中子星、黑洞-中子星等多種致密雙星系統的秘密，揭示宇宙中最極端天體和事件的物理法則。因此，引力波的探測對我們來(lái)說(shuō)極其重要。
GW 190412是一次雙黑洞并合時(shí)間，它的名字里GW是引力波gravity wave的首字母縮寫(xiě)，后面的數字代表科學(xué)家觀(guān)測到這一事件的日期。這是科學(xué)家發(fā)現的第一組質(zhì)量極度不平衡的雙黑洞并合事件，此前的雙黑洞相撞事件中的兩個(gè)主角，一般質(zhì)量相差都不大，而這種最萌質(zhì)量差的雙黑洞并合可以讓我們以全新的角度進(jìn)行觀(guān)測和研究。
和它不同的是，GW 190425的兩個(gè)主角都是中子星。中子星的質(zhì)量和密度都比黑洞小，因此產(chǎn)生的引力波也相對微弱一點(diǎn)，更難以被探測，這是人類(lèi)第二次探測到雙中子星相撞，第一次是在2017年8月。
（圖片說(shuō)明：科學(xué)家模擬GW 190521的引力波）
GW 190521更加特別，在這次雙黑洞并合事件中，科學(xué)家首次證明了中等質(zhì)量黑洞的存在，填補了恒星級黑洞和超大質(zhì)量黑洞之間的空白。
GW 190814也非常值得關(guān)注，因為這是科學(xué)家第一次看到了絕對不平衡的引力波事件，事件的雙方分別是一個(gè)黑洞和一顆中子星。
隨著(zhù)他們觀(guān)測到的引力波事件越來(lái)越多，這種僅僅以日期來(lái)命名的方式已經(jīng)不夠了，甚至不得不加上具體的發(fā)現時(shí)間（世界協(xié)調時(shí)間UTC），比如GW 190426_152155和GW 190924_021846。
德國波茨坦阿爾伯特·愛(ài)因斯坦研究所的天文學(xué)家Serguei Ossokine向我們介紹了這兩次引力波事件的一些信息：GW 190426_152155可能是一顆6倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞和中子星并合產(chǎn)生的，不過(guò)這個(gè)信號非常微弱，所以我們也無(wú)法完全確定……GW 190924_021846是我們迄今為止能確定最輕的黑洞并合事件，其中一個(gè)質(zhì)量是太陽(yáng)的6倍，另一個(gè)則是太陽(yáng)質(zhì)量的9倍。雖然也有一些信號可能來(lái)自于更輕的天體，比如GW 190814，但我們尚不確定它們是不是黑洞。
在談到這些發(fā)現時(shí)，西北大學(xué)和LSC的天文學(xué)家Maya Fishbach興奮地說(shuō)：到現在為止，LIGO和Virgo的三次觀(guān)測運行已經(jīng)帶來(lái)了許多驚喜。在第二次觀(guān)測的時(shí)候，我一度以為自己看盡了宇宙所有的雙黑洞光譜，但黑洞給我帶來(lái)的景致卻更加豐富，多樣性遠超過(guò)我的想象，我很興奮，想要看看未來(lái)的觀(guān)測還能給我們上一節怎樣的課。
對于黑洞，我們目前找不到任何方式能夠直接看到它；即使是中子星，由于強大引力的作用，也不可能允許我們近距離觀(guān)測。因此，引力波成為了最重要的工具，可以幫助我們了解黑洞和中子星，甚至可以在它們并合的瞬間，通過(guò)引力波了解它們的內部結構。
Berry指出：雙黑洞并合以及中子雙星是個(gè)獨一無(wú)二的實(shí)驗室，我們可以通過(guò)它們研究引力以及大質(zhì)量恒星如何度過(guò)一生的天體物理學(xué)知識，而愛(ài)因斯坦的廣義相對論符合所有的觀(guān)測結果。LIGO和Virgo改變了我們對這些雙星的觀(guān)測能力，并且隨著(zhù)我們觀(guān)測設備的不斷進(jìn)步，這些發(fā)現的速度將會(huì )越來(lái)越快。
在獲得這些發(fā)現的同時(shí)，我們應該感謝愛(ài)因斯坦曾經(jīng)提出了這個(gè)預言。如果沒(méi)有愛(ài)因斯坦，人類(lèi)天文學(xué)在今天會(huì )發(fā)展得怎樣，實(shí)在是一件很難想象的事?？梢哉f(shuō)，今天所有的天文學(xué)家，都是站在愛(ài)因斯坦的肩膀上前行。