#文明之光#之#发明365# 八月12日 引力波的发现

今天上午去听了MIT理学院院长Michael Sipser的报告，介绍引力波被发现的实验。

先讲讲这项工作的重要性，这是进一步证实爱因斯坦广义相对论重要的一环，也是完成爱因斯坦统一场论重要的一步。在现实生活中，我们使用的GPS定位系统要用到广义相对论的原理。

Sipser教授是一个能够把复杂问题讲简单的人，他花了30分钟左右把著名的LIGO发现引力波的实验介绍清楚了。实验是这样设计的

首先在美国相距1865英里，大约3000公里的两个地方用同样的装置同时做实验，这样既可以交叉验证，也可以避免偶然性的干扰带了的误差。每个实验装置有两个长达四公里的真空管，呈L型垂直放置。在真空管的一端，发射激光，在另一头有一个反射镜把激光反射回来，整个实验装置制作得非常精确。实验利用光的干涉原理，射出去的光和回来的完全抵消掉，这样在发生激光附件安装的光子检测器应该收不到任何光，因为全部抵消掉了。由此可见实验的精度远远高于一个波长。

如果存在引力波，那么根据爱因斯坦广义相对论，激光的轨迹会发生偏移，这样入射光和反射光就不可能完全抵消，光子检测器就能检测到反射回来没有被抵消的激光。2015年9月14日，在两套实验装置中，同时发现激光的扭曲，虽然非常细微，但是还是检测到了，根据随后的数据分析，认定是13亿光年外一对黑洞发出的引力波造成的。这两个黑洞值质量大约各是30个太阳的质量（一个多一点，一个少一点）。

LIGO是Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory）激光干涉仪引力波观察中心的简称。主要有麻省理工和加州理工的科学家领衔，有全世界16个国家950名科研人员参与。这里面最重要的科学家，MIT退休的教授Rai Weiss（图片上的人）今年83岁，出生于德国，他为了证实引力波，从40多年前开始设计这个实验，去年终于获得成功。他和他的同事被认为是今年诺贝尔奖有力的竞争者，等今年10月10日，大家可以拭目以待。

从这里面，大家是否感觉到了世界一流大学是如何炼成的，而重大的发现是怎样做出的。至少我听完是非常感慨，四十年做一件事。