【中國(guó)經(jīng)濟(jì)新聞聯(lián)播】千萬(wàn)不要覺得昨晚公布的引力波是一個(gè)高深莫測(cè)的東西，至少在一些耳熟能詳?shù)奈幕髌防?，你早就已?jīng)對(duì)引力波的存在見怪不怪了。
《三體》：作為通信工具的引力波
在去年獲得科幻小說(shuō)大獎(jiǎng)的《三體》里面，人類用來(lái)和三體星人抗衡的武器，就是引力波發(fā)射裝置。在小說(shuō)故事里，主人公羅輯發(fā)現(xiàn)“黑暗森林”法則之后，威脅三體星人要將對(duì)方的星空坐標(biāo)通過(guò)引力波廣播出去，將對(duì)手暴露在更加兇險(xiǎn)的未知敵人面前。三體星人因此就范，和人類達(dá)成了和平。
實(shí)際上，《三體》的作者劉慈欣并不只在這一部作品中引入了引力波的概念。在他的另一篇科幻小說(shuō)《朝聞道》中，引力波同樣成為了在宇宙間傳遞信息的工具：人類接觸到的高等宇宙文明，就是通過(guò)破譯引力波，獲得了宇宙終極問(wèn)題的答案。
劉慈欣在科幻小說(shuō)《三體》系列中，讓引力波成為了人類威懾三體人的通信工具。劉慈欣在科幻小說(shuō)《三體》系列中，讓引力波成為了人類威懾三體人的通信工具。
引力波在劉慈欣的小說(shuō)中，能夠成為通信工具的原因，是它可以輕易地穿透物體，并且不會(huì)發(fā)生任何衰變。從這個(gè)角度上來(lái)說(shuō)，劉慈欣對(duì)引力波應(yīng)用的想象恰如其分。只不過(guò)對(duì)于我們?nèi)祟悂?lái)說(shuō)，接收到的引力波信息來(lái)源并不是宇宙中某個(gè)具有高度智慧的文明，而是宇宙本身。
舉例來(lái)說(shuō)，昨天LIGO觀測(cè)到的引力波爆發(fā)，就來(lái)自于我們從前從來(lái)沒(méi)有觀測(cè)到的雙黑洞系統(tǒng)。LIGO的引力波數(shù)據(jù)顯示，距離我們13億光年的兩顆黑洞在圍繞對(duì)方的高速旋轉(zhuǎn)中碰撞到了一起，合并成為了一個(gè)新的黑洞。這過(guò)程中發(fā)射出的能量，比整個(gè)宇宙輻射出的能量總量還要高出三倍。
《星際穿越》：引力波拯救了人類但電影里沒(méi)說(shuō)
利用引力傳播信息的科幻作品不止《三體》一個(gè)。你一定記得在電影《星際穿越》結(jié)尾處，庫(kù)珀博士在高緯空間中干擾地球引力，給女兒留下了突破人類科學(xué)極限的關(guān)鍵信息的場(chǎng)景。但請(qǐng)別誤會(huì)，雖然同樣是通過(guò)引力的方式傳遞信息，但電影這里的情況和引力波實(shí)在是八竿子打不著。
但這不代表電影和引力波沒(méi)有關(guān)系。電影的科學(xué)顧問(wèn)基普?索恩（Kip Thorne）在他的科普著作《星際穿越》（The Scienceof Interstellar）中，講述了人類是怎樣在觀測(cè)引力波的同時(shí)，發(fā)現(xiàn)了那個(gè)足以拯救全人類的蟲洞的。
LIGO的創(chuàng)始人基普?索恩（右）和《星際穿越》的導(dǎo)演諾蘭（左），背景是電影中的布蘭德教授用來(lái)演算的黑板LIGO的創(chuàng)始人基普?索恩（右）和《星際穿越》的導(dǎo)演諾蘭（左），背景是電影中的布蘭德教授用來(lái)演算的黑板
在索恩的設(shè)定當(dāng)中，女主角的老師布蘭德教授，年輕時(shí)就在發(fā)現(xiàn)了引力波的LIGO工作。2019年的某一天，LIGO探測(cè)到了有史以來(lái)最強(qiáng)烈的引力波爆發(fā)。數(shù)據(jù)顯示，這場(chǎng)爆發(fā)的源頭是一個(gè)黑洞和中子星組成的雙星系統(tǒng)，但引力波的來(lái)源卻指向了太陽(yáng)系之中的土星軌道。
黑洞和中子星圍繞土星公轉(zhuǎn)顯然是不可能的事情。且不說(shuō)在強(qiáng)大的引力作用下，土星可能會(huì)蕩然無(wú)存，即便是太陽(yáng)系中其他的行星，運(yùn)轉(zhuǎn)軌道也會(huì)在黑洞和雙子星的干擾下遭到破壞。而我們的地球，則會(huì)變得時(shí)而離太陽(yáng)及其接近，時(shí)而又運(yùn)轉(zhuǎn)到距離太陽(yáng)非常遙遠(yuǎn)的位置?？傊祟愒谶@種狀態(tài)下，不是被太陽(yáng)烤焦，就是因?yàn)槿鄙偬?yáng)的能量而被活活凍死。
但故事中的“現(xiàn)實(shí)”顯然不是這樣，對(duì)此唯一的解釋就是土星附近存在蟲洞。引力波在傳播的過(guò)程中穿過(guò)蟲洞，到達(dá)了太陽(yáng)系，最終被LIGO系統(tǒng)捕獲。
基普?索恩的科普著作《星際穿越》，其中講述了人類在觀測(cè)引力波時(shí)意外發(fā)現(xiàn)了蟲洞的設(shè)定?；?索恩的科普著作《星際穿越》，其中講述了人類在觀測(cè)引力波時(shí)意外發(fā)現(xiàn)了蟲洞的設(shè)定。
這個(gè)設(shè)定其實(shí)在《星際穿越》的劇本初稿中就有所體現(xiàn)。但諾蘭兄弟在修改劇本的時(shí)候，不得不對(duì)影片中的科學(xué)信息有所刪減，不至于讓觀眾在觀看電影的時(shí)候，“燒腦”得太過(guò)火候。
但索恩在自己的書里還是表示很遺憾，因?yàn)長(zhǎng)IGO項(xiàng)目是在1983年，由他與麻省理工學(xué)院的雷納?威斯（Rainer Weiss）和加州理工學(xué)院的羅納德?德雷弗（RonaldDrever）聯(lián)合建立的。為了獲得引力波的第一例觀測(cè)，索恩制訂了LIGO的計(jì)劃和目標(biāo)，用了20多年的時(shí)間才將其變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
《星際迷航》沒(méi)有提到引力波但還是和昨天的大發(fā)現(xiàn)有關(guān)系
在《星際穿越》上映的時(shí)候，索恩預(yù)計(jì)人類會(huì)在10年之內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)對(duì)引力波的觀測(cè)，因此他在電影設(shè)定中，把發(fā)現(xiàn)蟲洞的時(shí)間安排在了2019年?，F(xiàn)在，我們比索恩的估算提早了3年。我們不難想象索恩此刻的心情，至于引力波究竟對(duì)我們究竟意味著什么，索恩也在解釋《星際穿越》背后的科學(xué)原理時(shí)，言簡(jiǎn)意賅地表達(dá)了出來(lái)：
“到目前為止，人類對(duì)時(shí)空彎曲還不甚了解，幾乎沒(méi)有相關(guān)的實(shí)驗(yàn)和觀測(cè)數(shù)據(jù)。這就是為什么引力波尤其重要的原因：引力波源自于空間的彎曲，所以它們是探索宇宙彎曲的理想工具?！?/span>
初看上去，或許這還是關(guān)于宇宙的硬知識(shí)，但如果你是《星際迷航》系列的粉絲，就不難理解索恩為什么這樣說(shuō)了。
在科幻美劇和系列電影《星際迷航》里，各個(gè)太空文明的飛船，是通過(guò)“曲率引擎”在星際空間里來(lái)回穿梭的。這種引擎通過(guò)彎曲飛船前后的空間，達(dá)到光速移動(dòng)，甚至超光速飛行的效果。
《星際迷航》中曲率引擎的原理，飛船通過(guò)彎曲前后的時(shí)空，達(dá)到光速飛行，甚至超光速飛行的效果?！缎请H迷航》中曲率引擎的原理，飛船通過(guò)彎曲前后的時(shí)空，達(dá)到光速飛行，甚至超光速飛行的效果。
雖然是上世紀(jì)60年代的科幻設(shè)想，但在上世紀(jì)末，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，這種引擎其實(shí)并不違反廣義相對(duì)論中“光速最快”的限制。而到2008年，美國(guó)貝勒大學(xué)的物理學(xué)家認(rèn)為，人類可以通過(guò)巨大的能量實(shí)現(xiàn)對(duì)空間的彎曲，進(jìn)而使曲率引擎成為可能。
既然曲率引擎存在的基礎(chǔ)是改變空間，那么我們無(wú)法不去暢想人類通過(guò)引力波學(xué)習(xí)、探索時(shí)空彎曲，并加以利用后的世界會(huì)變成什么樣子。雖然光速旅行甚至超光速旅行的設(shè)想仍然是停留在文字上的思想實(shí)驗(yàn)，但數(shù)百年后，萬(wàn)一它實(shí)現(xiàn)了呢？
現(xiàn)在想想，“我們的征途是星辰大海?！彼坪跻膊伙@得那么中二了。
