愛因斯坦百年前預言獲證實 科學家發現重力波存在

新網記者歸鴻亭台北特稿
2016/2/11 下午 09:47:14 / 天文地理

　2016年是愛因斯坦(Albert Einstein)發表廣義相對論100週年，是建構起現代物理學的重要支柱。在廣義相對論裡關於時空扭曲的猜測，至今大部分都得到證實，如今隨著美國雷射干涉儀重力波天文台(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, LIGO)偵測到13億年前黑洞撞擊的活動，公布廣義相對論裡的最後一項推測，重力波的存在也獲得證實，這個消息轟動全球物理學界。

《紐約時報》報導，愛因斯坦廣義相對論裡關於時空扭曲的猜測，大部分都得到證實，最後一項推測，重力波的存在也獲得證實，這個消息轟動全球物理學界。(歸鴻亭翻製)

　《紐約時報》(New York Times)報導，有關愛因斯坦於1915至1916年發表廣義相對論時，就已預言有重力波存在。經過一世紀，廣義相對論的其他預言，如重力令光線彎曲、水星在近日點的移動幅度和光在引力場中會向紅端重力移動等，都已先後獲證實，唯獨重力波的存在只有間接證據。

　報導指出，因為由數千萬光年以外傳來地球的重力波，拉長或壓縮成一束4公里長的雷射光，幅度只有約一粒質子寬，所以極難偵測。重力波是指當質量極大的物體如黑洞移動時，周圍的時空會產生扭曲，而這扭曲會以光速、微小的波浪般在宇宙空間傳遞。美國國家科學基金會、加州理工學院、麻省理工學院的科學家這次是首次直接利用LIGO探測器於去年9月14日偵測到兩個13億年前的黑洞相撞產生的重力波，完成廣義相對論實驗驗證的最後一塊拼圖。

英國《每日電訊報》說明，愛因斯坦的重力波推論的證實是物理學世界長久以來最大的突破。(歸鴻亭翻製)

　德國馬克斯普朗克重力物理研究所物理學家艾倫(Bruce Allen)表示，過去只知中子星的大小與一個城市差不多，但不知中子星的內部結構，而電磁波進入黑洞後就消失，唯有透過重力波可了解中子星與黑洞；重力波將有助了解宇宙生成最初20萬年的狀況，因為光不能自由穿梭宇宙，但重力波可以，因此透過重力波將能看到宇宙最開始的樣貌。

　英國《每日電訊報》(The Daily Telegraph)說明，愛因斯坦的重力波推論是當重力在星球爆炸時突然引力對象移動，產生在空間產生重力能量的漣漪，將會以光速穿過宇宙，並且擠壓、扭曲所經過的空間，不過由於重力波的效應實在太過微弱，距離小於單個原子的尺寸的百萬分之一，愛因斯坦當時認為這是人類永遠無法證實的理論，這次的證實是物理學世界長久以來最大的突破。

　美國科學家宣佈利用探測器去年9月探測到2個來自於13億年前黑洞相撞並合併的重力波信號，2組相距約3,000公里的探測器，相隔7.1毫秒探測出相同的重力波讀數，因此認定找到重力波存在的直接證據。這2個黑洞合併前的質量分別相當於36個與29個太陽，相撞合併後的總質量約是62個太陽，在過程中有相當於3個太陽的能量以重力波的形式被釋放。科學家並公布去年9月探測到的重力波轉換成音波，先播放的頻率是實際的音頻，再為配合人類的聽覺調整，可以聽到重力波，就是宇宙的心跳。

　愛因斯坦100年前提出廣義相對論時，可以使用的工具極為有限；當時電腦、網路等都仍未問世，科學家在百年後花了11億美元（約台幣368億元），才發現廣義相對論中預測的重力波，但愛因斯坦當年僅憑紙、筆、努力工作與不世出的才華，就已提出這項曠世理論。