诺贝尔物理学奖预测：发现引力波

当谈到今年诺贝尔物理奖会花落谁家时，芝加哥大学阿贡实验室（Argonne Lab）前主任Peterl Littlewood对第一财经记者脱口而出：“Ligo!"

引力波最初的发现是在2015年底，2016年初宣布，不过没有来得及赶上当年的诺贝尔物理奖。今天当地时间上午11时45分，北京时间傍晚17时45分即将公布的2017年诺贝尔物理奖，引力波再度成为大热门。Pete Littlewood对第一财经记者表示：“这是一个团队的工作，他们会选择Ligo团队中贡献最突出的成员授予诺贝尔奖。”

中科院紫金山天文台副台长、暗物质粒子探测卫星首席科学家常进对第一财经记者表示：“8月17日科学家找到了双中子星碰撞引力波以及光学对应体，（诺奖）应该差不多。”

9月27日，在意大利都灵召开的G7峰会科学部长分会上，美国自然基金委员会主任France Cordova宣布了第四次引力波的重大发现，而且科学家首次得到了引力波的3D波形图。

这项重大发现在诺贝尔奖颁发前宣布意义非同一般。不过由于双中子星合并产生的引力波更加复杂，存在不确定性，因此在这次的引力波发布会上，官方没有公布消息。

引力波最早是在100多年前由爱因斯坦预测提出，是时空（Spacetime）中的一种波形，产生于宇宙中最奇怪的地方——比如时间最初起源的时候黑洞的边缘。所以找到引力波，就好像是打开了宇宙空间的另一扇窗，能够帮助人类找到更好的方法去观测巨大的、诡异的物质，比如无尽的黑洞以及星球的爆炸。

科学家花了半个世纪搜寻引力波，但是一直没找到，但是他们相信引力波的存在，因为这是爱因斯坦的理论。引力波成为世界自然科学中最大的一块缺失的拼图。谁能发现他，谁就一定能够得到诺贝尔物理奖。

直到近期，科学家使用了先进的Ligo（激光干涉仪）大型探测器进行引力波的探测实验。2015年9月，美国位于华盛顿州Hanford和路易斯安那州Livingston的两台Ligo探测器完成升级，刚刚开始运行的几分钟时间内就幸运地探测到了第一例编号为GW150914的引力波，这一发现被称作“上帝的礼物”。

此后Ligo探测器又发现了两例引力波。不过，由于只有两台探测器，很难精准地确定引力波源的方位，科学家在确定双黑洞在电磁波段的对应体时遇到了困难。

今年8月1日，欧洲位于意大利比萨附近的室女座天文台的Virgo的升级改造完成了。意味着三台探测器能够同时进行科学运行，展开联合观测。Virgo的加入将原先Ligo的1160平方度的定位范围瞬间降至100平方度，不仅为引力波探测增加了一个新的维度，而且使得空间位置的不确定性大幅降低。

就在今年诺贝尔将即将揭晓前，在Ligo和Virgo联合工作第14天时，科学家发现了编号为GW170814的引力波，该引力波来自于双黑洞的合并。而且，历史上第一次，科学家得到了双黑洞合并所产生的引力波的3D波形图。

这项新发现表明，两个质量分别为31和25太阳质量的黑洞，合并后的质量为53个太阳质量，这意味着还有3个太阳质量以引力波的形式损失了。这次双黑洞发生在距离我们18亿光年的地方。

获得引力波的3D波形图解决了发现引力波之后的又一个关键问题——能够知道引力波运行的轨迹。这也要归功于第三台探测器Virgo的加入。未来，科学家用地面的天文望远镜，就能观测到天空中引力波产生的可见的痕迹。

英国伯明翰大学Ligo项目科学家Andreas Freise表示：“当你从不同的角度去看东西，就会有三维立体的形状，爱因斯坦的引力波理论就比较清晰了。”

美国雪城大学物理学教授Stefan Ballmer解释道：“如果你把时空（Spacetime）当做一张纸来弯曲，那么有很多放方法可以让它弯曲，不过根据爱因斯坦的理论，只有两种可能的方法。”

在短短的一年多时间里，引力波的四次重大的发现让这个领域的研究非常活跃。科学家已经看到了利用引力波研究宇宙另一面的神奇效应，引力波也成为了人类望向遥远天际的第二双眼睛，让我们发现电磁波探测不到的诸多天体。

但引力波的科学探测才刚刚起步。引力波的发现者如能获得诺贝尔奖，将激励更多的科学家为这一领域贡献研究。

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