一個(gè)多世紀(jì)前，阿爾伯特·愛因斯坦預(yù)言了引力波的存在。但其存在實(shí)際到 2015 年才被證明。兩公里長(zhǎng)的真空管被用作探測(cè)器。

就像石頭扔進(jìn)水里在水面上泛起陣陣漣漪一樣，引力波會(huì)拉伸和壓縮空間。這種時(shí)空的波動(dòng)由宇宙大災(zāi)難引起，比如爆炸的恒星或碰撞的黑洞。然后，引力波以光速傳播。至少這是愛因斯坦在 1915 年提出廣義相對(duì)論時(shí)所預(yù)言的內(nèi)容。

不過(guò)，在 2015 年之前，神秘引力波的存在為純粹的理論假設(shè)，因?yàn)樗鼈兎浅ｋy以測(cè)量。引力波改變了眨眼間的空間，而且只通過(guò)原子直徑的一小部分。在預(yù)言提出后一百年，兩個(gè)巨大黑洞的碰撞提供了引力波的直接證據(jù)。

數(shù)公里長(zhǎng)的測(cè)量設(shè)備

這些引力波在時(shí)空中波動(dòng)了20億年，直到2015年9月14日，才略微扭曲了地球上的時(shí)空形態(tài)。在美國(guó)兩個(gè)相距 3000 公里的相同 LIGO 探測(cè)器（LIGO = 激光干涉儀引力波天文臺(tái)） 能夠測(cè)量這些引力波。

它們分別由兩個(gè)呈 90 度角的真空管組成。其中一個(gè)長(zhǎng)兩公里，另一個(gè)長(zhǎng)四公里。在雙方相遇的地方，激光束被發(fā)射出來(lái)，并被分光板一分為二。然后，兩半光束分別進(jìn)入兩根管中。能量回收鏡確保光多次來(lái)回反射，直至抵達(dá)分光板，總距離為 1120 公里。如果引力波穿過(guò)空間，干涉儀的一個(gè)臂會(huì)伸展，另一個(gè)會(huì)收縮。這就導(dǎo)致激光束強(qiáng)度的可測(cè)量變化。

真空和測(cè)量精準(zhǔn)度

為了確保測(cè)量設(shè)備能完全無(wú)故障工作，這些真空管必須處于海平面氣壓萬(wàn)億分之一的壓力下。為此，這些管子z*初加熱 30 天，然后通過(guò)高性能真空泵抽取出剩余的空氣。z*后，使用離子泵抽取出剩余的氣體分子。在產(chǎn)生的超高真空中，沒有空氣分子可以使激光束偏轉(zhuǎn)、使鏡子振動(dòng)，也沒有可能引起光擴(kuò)散的塵埃。

2016 年 2 月，經(jīng)過(guò)巨量計(jì)算，參與此工作的科學(xué)家宣布他們實(shí)際上能夠測(cè)量引力波并證實(shí)愛因斯坦的理論。憑借在此項(xiàng)目上的工作，萊納·魏斯（ Rainer Weiss）、巴里·巴里什
（Barry C. Barish） 和基普·索恩（Kip Thorne）獲得 2017 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。