科學(xué)家在微波背景輻射中找到了極早期宇宙產(chǎn)生的原初引力波的痕跡。如果說(shuō)微波背景輻射是宇宙大爆炸的回聲，那么這種痕跡便是暴漲的回聲。這一次，科學(xué)家證實(shí)了大爆炸中的爆炸，因?yàn)樗麄儾蹲降搅嘶芈曋械幕芈暋?/p>

科學(xué)家通過(guò)架設(shè)在南極的天文望遠(yuǎn)鏡BICEP2 發(fā)現(xiàn)了極早期宇宙產(chǎn)生的原初引力波的痕跡。

2014年3月18日凌晨（北京時(shí)間），哈佛大學(xué)史密松天體物理中心的約翰·科瓦奇（John Kovac）博士宣布，他所領(lǐng)導(dǎo)的射電天文學(xué)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了來(lái)自宇宙大爆炸的引力波證據(jù)。科瓦奇的團(tuán)隊(duì)從隱藏在宇宙微波背景輻射（CMB）中的信息獲得了這一結(jié)果。他們使用的是一臺(tái)架設(shè)在南極的天文望遠(yuǎn)鏡BICEP2。

劍橋大學(xué)物理學(xué)博士苗千曾經(jīng)以李白的詩(shī)句“煙濤微茫信難求”來(lái)比喻引力波觀測(cè)實(shí)驗(yàn)的困難程度，在哈佛大學(xué)史密松天體物理中心的發(fā)布會(huì)之后，李白的另一句詩(shī)“云霓明滅或可睹”則成為科學(xué)家信心大增的最貼切寫照。

在牛頓的萬(wàn)有引力定律中，引力波并沒有立足之地。1915年愛因斯坦提出廣義相對(duì)論之后，引力波——這種時(shí)空框架本身的擾動(dòng)——才成為“合法”的科學(xué)名詞。愛因斯坦的理論拋棄了牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀，代以一種富有彈性、變化多端的時(shí)空結(jié)構(gòu)。如果你把宇宙時(shí)空看作一組彈性材料搭建的巨型腳手架，任何物質(zhì)和能量都可以將它附近的腳手架壓彎變形。如果這種變形來(lái)得劇烈而突然，你就會(huì)看到形變像地震波一樣朝著四面八方傳遍整個(gè)腳手架，這就是引力波，它的傳播速度等于光速。

愛因斯坦和羅森把論文提交給美國(guó)期刊《物理評(píng)論》，沒過(guò)多久，他們就收到了匿名審稿人的拒信，因?yàn)閷徃迦苏J(rèn)為引力波是真實(shí)存在的。由于當(dāng)時(shí)的歐洲并不流行這種審稿機(jī)制，愛因斯坦十分沮喪，還回信給期刊編輯說(shuō)：“我認(rèn)為沒有必要回應(yīng)您那位匿名專家的意見（本來(lái)就是錯(cuò)誤的）。鑒于此，我寧愿選擇在別的地方發(fā)表這篇文章。”幸好，愛因斯坦不久之后就被這位匿名審稿人——美國(guó)物理學(xué)家羅伯特遜說(shuō)服了，并趕在論文在“別的地方”發(fā)表前做了修改，還誠(chéng)實(shí)地感謝了他的“同行羅伯特遜教授在澄清原文中的錯(cuò)誤時(shí)給予的親切幫助”。

1957年，美國(guó)物理學(xué)家費(fèi)曼就引力波的真實(shí)性給出了一種直觀解釋：如果引力波沿著垂直方向經(jīng)過(guò)一根粗糙的棍子，附著在棍子表面的水珠（由于存在摩擦力，它們叫作“粘性水珠”）就會(huì)前后移動(dòng)。水珠移動(dòng)時(shí)會(huì)摩擦生熱，溫度就會(huì)升高。這說(shuō)明引力波就是熱源，因而必然攜帶能量。所以，引力波并不是數(shù)學(xué)幻象。

2003年，為了精確檢驗(yàn)愛因斯坦的廣義相對(duì)論，澳大利亞帕克斯天文臺(tái)的射電天文學(xué)家博蓋對(duì)大犬座的一對(duì)雙脈沖星做了細(xì)致研究。這兩顆距離地球兩千多光年之外的脈沖星像海岸的燈塔一樣有規(guī)律地向空中發(fā)射電磁波，它們相距90萬(wàn)千米，每145分鐘就繞對(duì)方轉(zhuǎn)一圈。兩個(gè)大質(zhì)量高密度天體的高速旋轉(zhuǎn)以極大的力量攪動(dòng)周圍的時(shí)空框架，應(yīng)該會(huì)持續(xù)不斷地發(fā)出引力波。博蓋并未直接用天線觀測(cè)到其中的引力波，但她發(fā)現(xiàn)，兩顆脈沖星以每天7毫米的速度相互靠攏。這是因?yàn)橐Σ◣ё吣芰恐螅瑑蓚€(gè)天體在各自的引力作用下相互跌落。天文學(xué)家就是以這種方式間接檢驗(yàn)了愛因斯坦的引力波。

暴漲

古斯以當(dāng)時(shí)最流行的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象通貨膨脹命名了他的理論，我們現(xiàn)在稱為暴漲（二者的英文都是“inflation”）。暴漲是一場(chǎng)比大爆炸更為離奇的爆炸，它的持續(xù)時(shí)間極為短暫，只有不到10的負(fù)33次方秒，卻至少可以將宇宙中的任何一處空間放大10的60次方倍。原先如一個(gè)分子大小的空間會(huì)變得像銀河系一樣廣闊，而原先如豌豆大小的空間會(huì)變得比我們現(xiàn)在所能觀測(cè)到的宇宙還要浩渺。

因此，在宇宙極早期，原本在極微小的尺度上起伏不定的引力場(chǎng)漲落隨著暴漲在一瞬間被放大到宏觀尺度，這就是原初引力波。原初引力波攪動(dòng)了時(shí)空中的物質(zhì)，微波背景輻射產(chǎn)生時(shí)，物質(zhì)又?jǐn)噭?dòng)了其中的光子，使之擁有一種特殊的分布模式。如果說(shuō)微波背景輻射是大爆炸的回聲，那么這種特殊的分布模式便是暴漲的回聲。科學(xué)家證實(shí)了大爆炸中的爆炸，因?yàn)樗麄儾蹲降搅嘶芈曋械幕芈暋?/p>

這個(gè)發(fā)現(xiàn)還說(shuō)明，科學(xué)家將廣義相對(duì)論與量子力學(xué)結(jié)合起來(lái)的努力是合理的，量子引力是一個(gè)正確的研究方向。有理由相信，隨著數(shù)據(jù)的進(jìn)一步積累，人類對(duì)于宇宙極早期的認(rèn)識(shí)會(huì)越來(lái)越豐富。或許有一天，一個(gè)終極理論開始顯現(xiàn)，正如天姥山的“云霓明滅或可睹”。