重力波現身了！

再次證明愛因斯坦果然是神人。

愛因斯坦在一百年前提出了相對論，其中許多對這個世界的描述都顛覆了我們的直覺，比如說，時空是一體的，時間不是絕對的，你的速度愈快時間過得愈慢，這已經被證實了，例如現在繞行地球的人造衛星，都要依據相對論來調校時間。不過愛因斯坦的其中一項預言──重力波，倒是相隔了一百年，才終於在最近被證實了。愛因斯坦認為，有質量的物體在宇宙中加速運動時，會造成時空的扭曲，這個扭曲會像波一樣向外傳遞，就是「重力波」。雖然宇宙是真空的，但你可以把「時空」想成宇宙中的介質，就像你往水池丟一顆石頭會引起漣漪一樣，大質量的物體也會對時空造成類似的影響。

要證實這個預言很困難，因為重力波的影響非常微弱，我們根本不會有感覺。科學家為了證實重力波的存在，設計了一個非常精巧的實驗，叫做「雷射干涉儀重力波觀測站」（LIGO）。LIGO的觀測站有二根長長的真空管，真的很長，每根四公里，相互垂直排成L形，科學家利用分光鏡，將一道雷射光分為二道，分別往二根真空管前進，到盡頭後再由鏡子反射回來，二道雷射光在原點重新相聚並互相干涉，LIGO精細的設計讓這二道返回的雷射光會互相抵消。但如果有重力波經過，它引起的時空扭曲會使得二根真空管的長度產生微小的差距，如此一來二道雷射光就無法順利抵消，而會產生光訊號。只要這個差距有萬分之一個質子寬度，LIGO就可以察覺得出來。

這樣的L形觀測站在美國有二座，相隔3000公里遠，這二座觀測站都不約而同在2015年9月觀測到了重力波的訊號，這個訊號來自二個黑洞相撞，每個黑洞都有大概二、三十個太陽的質量，所以是很大質量的撞擊，也因此產生的重力波能夠在遙遠的地球上被偵測到。

重力波的存在除了讓我們再次敬佩愛因斯坦的神預言外，也為天文學研究開了一扇新的窗，「重力波天文學」或許會成為下一個熱門的天文研究領域，拭目以待吧！

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2016年4月 ]