On February 12, 2016, the world of physics was boiling – the gravitational waves that had been predicted a hundred years ago were finally detected!
As the general public, while we are brainwashed by the "gravitational waves" of various social media screens, few people know: What is gravitational wave? Why does it take a hundred years of effort to detect it? What can it bring to the world?
Cosmic big trampoline
Many people have heard of Einstein's general theory of relativity, but I don't know what it says. In fact, many inferences about general relativity are incomprehensible to people. For example, this one - the definition of gravity.
In general relativity, gravity is interpreted as the curvature of space and time.
“What is time and space bending?” I believe most people have heard of this reaction. What it means is that the space we usually perceive seems to be straight, but in the real situation, it is curved like in the mirror. This bending is caused by matter, and the greater the mass, the greater the bending.
We can think of the universe as a trampoline, and if there is no interference, it is flat. But when a quality object appears, such as an egg, a child coming to the playground, or a monster like the earth, it will become curved.
This kind of bending, for the tiny creatures living on the trampoline - humans, one is because we are bending with the trampoline, and the other is because the curvature is too small, we can not feel it.
But if this mass object changes - the egg is eaten, the child is taken away, or the earth explodes - the trampoline will start to vibrate, this vibration is gravitational waves. Of course, we can't feel it shaking when we shake it together.
2016年2月12日，全世界的物理学界都沸腾了——百年前已经被预言的引力波，终于被探测到了！
作为普通大众，我们在被各种社交媒体刷屏的“引力波”洗脑的同时，却很少有人知道：引力波到底是什么？为什么探测到它需要百年的努力？它又能给世界带来什么？
宇宙大蹦床
很多人听说过爱因斯坦的广义相对论，但并不知道它讲了什么。事实上，广义相对论的很多推论是人们凭直觉无法理解的。比如这一项——引力的定义。
在广义相对论中，引力被解释为时空的弯曲。
“时空弯曲是什么？”相信大多数人听说之后都是这个反应。它的意思是，我们平时感知的空间貌似是平直的，但真实的情况中，却是像在哈哈镜里一样，是弯曲的。这种弯曲是物质造成的，质量越大，造成的弯曲就越大。
我们可以把宇宙想象成一个蹦床，如果没有任何干扰，它是平坦的。但当有质量的物体出现时，比如一个鸡蛋、来游乐场的小孩子，或者是地球这样的庞然大物，它就会变得弯曲。
这种弯曲，对于生活在蹦床上的微小生物——人类来说，一是由于我们跟着蹦床一起弯曲了，二是由于这种弯曲太微小，我们完全感觉不到。
但如果这个大质量物体发生变化——鸡蛋被吃了、小孩子蹦走了，或者地球爆炸了——蹦床就会开始震动，这种震动就是引力波。当然，跟着一起震动的我们感觉不到它在震动。
让物理学界沸腾的引力波
用圆规丈量宇宙
对于不喜欢睡眠被地震打扰的人来说，感受不到宇宙的震动是多么幸福的一件事。
但物理学家可不这么想，他们急需感觉到震动，来证明自己确实了解宇宙。他们还希望通过对震动的研究，将宇宙了解得更透彻。于是，他们发明了世界上最大和最贵的——圆规，或许很像，但他们把它叫作迈克尔逊干涉仪，或是LIGO。
在大年初五带来引力波消息的LIGO并不像财神，相反，这个美国国家科学基金会（NSF）资助的项目前前后后已经花去了数十亿美元。
LIGO的原理是什么？假设我们有两个短跑运动员，他们在任何情况下跑步速度都一样，那么，如果跑道因为引力波扰动，长度发生了变化——就像蹦床表面会因受力，在一个方向上拉伸一样，他们从LIGO的两条腿上跑回来的时间就会产生些微的差异。由此，我们就知道，时空确实在震动。
然而，这并不是那么简单的。
一，震动太小了，也许4000米只会发生0.000000000000000001米（数了一下，小数点后应该有17个0）的变化。虽然圆规腿已经很长了，这也只是勉强能让我们感觉到两侧“运动员”，也就是激光返回速度的差异。
第二，我们不能让诸如跺脚、打喷嚏或是地震之类的干扰影响我们的观测，所以要用各种设备让两条腿保持稳定。同时，我们还要在很远的地方再建一个探测器，如果两个都震了，我们就知道这不是科研人员在绝望的情况下掀桌子引起的。
物理学家在地球上建了一大堆探测器，这次探测成功的LIGO在美洲东西海岸各有一个探测基地。
1991年，麻省理工学院与加州理工学院在美国国家科学基金会（NSF）的资助下，开始联合建设“激光干涉引力波天文台”（LIGO）。不过，LIGO建成后一开始并没有什么作为，经过数次耗资不菲的改造，LIGO总算带来了好消息。
