寻找引力波

寻找引力波

时空不再只是物质和能量相互作用的舞台，而是亲自参与其中，引力效应实际上是因为质能引起了时空的扭曲的体现，用美国物理学家约翰.惠勒（John Wheeler）的话说，就是，“时空告诉物质如何运动，物质告诉时空如何弯曲”（Spacetime tells matter how to move; matter tells spacetime how to curve）。时空与物质相互作用，质能的变化会引发时空的波动，这就是引力 波。

文／苗千

2014年3月17日，哈佛－史密松天体物理学中心（Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics）发布新闻，在阿蒙森-斯科特南极站（Amundsen-Scott South Pole Station）一个由来自多个研究机构的天体物理学家组成的BICEP实验小组，在对宇宙微波背景辐射（Cosmic Microwave Background）的探测和分析中，发现了之前由一些支持“宇宙暴胀”理论的天体物理学家预测存在的“B模式偏振”（B-mode polarization），这是支持宇宙中可能存在原初引力波（primordial gravitational wave）的有力的间接证据，这个新闻对于宇宙学和理论物理学研究都意义重大，一时间举世轰动。

此时的情形与2012年7月间欧洲核子中心终于发现了希格斯玻色子时一样，全世界媒体都充斥着“大爆炸”（Big Bang），“暴胀”(inflation)，“宇宙微波背景辐射”，“原初引力波”等宇宙学词汇，如果把这些词汇串联起来，我们就可以大致描述出这个目前由人类已经探知的，在大约138亿年前通过一次大爆炸诞生，之后又经历了暴胀，膨胀，到成长为如今平坦空旷的宇宙的故事；而与之相伴的，则是另外一个理论物理学与实验物理学在将近一个世纪的发展中，相互融合与促进，预测与寻找引力波的故事，这个故事包含了实验物理学家的探求与机遇，理论物理学家的迷惑与希望，以及天体物理学家的狂想与收获，而且它还远未完 结。

尽管物理学家们相信物理学定律在宇宙的任何位置都保持一致，因此在理论上我们可以研究宇宙的任何一个区域，而且从20世纪初开始，物理学家也逐渐意识到广义相对论可以用作研究整个宇宙的有力工具，但是就如诺贝尔物理奖得主史蒂芬·温伯格（Steven Weinberg）所说，在20世纪50年代，研究宇宙的起源，并不是一个严肃的物理学家应该做的事情。

曾经有一个故事讲爱因斯坦在发表了广义相对论之后，望着牛顿的画像，喃喃地说，“牛顿，请原谅我……”虽然这个故事很有可能是杜撰的，但是也反映出了广义相对论在物理学史中的意义。广义相对论的提出推翻了牛顿力学对于物理学二百多年的统治，成为物理学新的基础支柱，但从另外一个角度来说，爱因斯坦仍然算得上是一个传统的“古典主义”物理学家，他不仅终生对量子力学的概率化表达持怀疑态度，留下了“上帝不是在掷骰子”的名言，他还深刻地继承了牛顿的宇宙观，与他同时代的大多数物理学家一样，有着根深蒂固的静态宇宙的观念。因为这个原因，他不顾破坏自己创造的爱因斯坦方程的美感，在方程中加入了一个“宇宙常数”项，就是为了通过这个常数来维护爱因斯坦方程中整个宇宙整体的静态性质（但是爱因斯坦很可能很早就意识到，即使加入了这个宇宙常数项，爱因斯坦方程也只是描述了一个非常不稳定的宇宙，他后来认识到了自己的错误，去掉了这个宇宙常数，并且称这个宇宙常数项为自己一生中最大的错误。）如今这个宇宙常数重新出现，用来表示推动宇宙加速膨胀的暗能量，在宇宙学研究中有其特殊的意义。

对于宇宙的目前的形态，以及它的过去，还有对宇宙未来的预测，最终还是需要通过实验观测来给出真正的答案。在二十世纪20年代，埃德温·哈勃（Edwin Hubble）通过对宇宙中大量星系进行持久的观测，这位曾经担任过中学篮球教练的美国天文学家提出了著名的“哈勃定律”（Hubble' s Law）——来自宇宙中遥远星系的光线的红移和它们与地球的距离大致成正比。这是第一个直接证明宇宙空间正在膨胀的观测定律（1999年索尔·佩尔穆特Saul Perlmutter与布莱恩·施密特Brian Schmidt通过对超新星的观测发现宇宙正在加速膨胀，又具有另外的重要意义），而一个膨胀的宇宙是不可能持久稳定和不变的，它需要有一个开 端。

在二十世纪50年代，物理学家逐渐分为两派：静态宇宙派和宇宙大爆炸派。相信宇宙有一个开端的物理学家需要寻找到宇宙诞生的证据，这些物理学家开始相信，宇宙起源于一种目前还无法详细描述的密度极大，温度极高的“奇点”的大爆炸，在这个基础之上，美国物理学家拉夫·阿尔菲（Ralph Alpher）和罗伯特·赫尔曼（Robert Herman）预测，如果宇宙起源于一次大爆炸，那么这次爆炸会在极高的温度下产生大量的光子，而后随着宇宙的膨胀逐渐冷却，这些光子应该至今还存留在宇宙中，并且有可能被人类探测到，这个迷人的推论使当时有几位理论物理学家和天体物理学家开始准备自己制造天线来探测宇宙大爆炸的回响。

第一个探测到宇宙大爆炸回响的却是对此毫无准备的外行。1960年，贝尔实验室建造了一个20英尺长号角形状的巨大天线，用来测试一个早期的名为“Echo”的卫星通讯网络，并且试图通过它来接收来自高空的金属气球发回的信号。但是不久以后，另外一颗卫星发射升空，这个卫星通讯网络被废弃，不再有商业价值，因此这个巨大的天线也就被转为用作科学探测。1964年，在贝尔实验室工作的两位射电天文学家阿诺·彭齐亚斯（Arno Penzias）与他聘用的合作者罗伯特·威尔逊（Robert Wilson）在新泽西利用这个巨大的天线进行探测实验，他们试图通过这个当时世界上最灵敏的天线来进行射电天文学的观测以及卫星通信的研究，并且探测星系之间的信号。当他们试图接收来自应该是“绝对零度”的宇宙中的信号时，他们发现接收到的信号绝非是绝对零度，里面掺杂了比预想中多得多的噪音信号。

彭齐亚斯和威尔逊发现，无论他们把这个号角形状的天线指向哪里，都会收到一种奇怪的强度基本一致的噪音信号——大约高于绝对零度3度。这个挥之不去的噪音让这两位射电天文学家感到迷惑。在一次不经意的闲聊中，他们听说在附近的普林斯顿大学的理论物理学家罗伯特·迪克（Robert Dicke）正在寻找宇宙大爆炸的证据，这可能是一种遍布宇宙的微波辐射，于是联系到了迪克。当时正在建造自己的探测宇宙微波背景辐射天线的迪克听说了他们的结果之后，懊恼的留下了一句后来流传物理学界的名言，“我们被抢先了”。这两位射电天文学家从罗伯特·迪克那里得知，这个令人懊恼的噪音，正是在大约在138亿年前宇宙大爆炸的回响，如今这些光子已经冷却成为一种遍布宇宙的，平均温度约为2.725开尔文的微波背景辐射。

一个通过了大爆炸诞生的致密、炽热的宇宙如何成长成为现在适合人类居住的平坦、空旷的宇宙，这仍然是一个迷。虽然对于宇宙微波背景辐射的观测使宇宙大爆炸理论成为了宇宙学研究的标准理论，但是这并未使宇宙的成长过程清晰起来——这个通过大爆炸过程，从极小范围扩展产生的宇宙空间，应该是高度卷曲的，而人类观测到的宇宙空间却是平直的，曲率接近为零。另外在宇宙各处的物质密度非常均匀，这些奇特的现象都无法通过一次简单的大爆炸来解释。

宇宙大爆炸的猜想已经被彭齐亚斯和威尔逊观测到的弥漫于宇宙各处的微波背景辐射所证实，但是这种大爆炸，根据物理学家的理解，又无法发展成为一个平直的、均匀的、可供人类生存的宇宙，该如何解决这种矛盾？1981年，一位当时还在斯坦福大学从事博士后研究的年轻学者阿兰·古斯（Alan Guth）针对这个矛盾提出了一个大胆，甚至可以说是粗暴的解决方案：在宇宙大爆炸刚刚发生之后10-37秒的时间内，婴儿时期的宇宙就经历了一次暴胀（inflation）。他推测，一种奇异物质的反重力效应（或者说是暴胀场）促发了这次暴胀，当时宇宙中的主要成分就是暴胀场，这次暴胀把一个尚处于婴儿时期的宇宙在瞬间（10 -32秒）内以超越光速的速度把宇宙空间拉伸了1025倍，而后暴胀场的能量转化为各种粒子。这个假设起初看上去有些做作，在当时尚没有任何证据足以证明宇宙经历过一次人们根本无法想象的也不知道为何结束的暴胀，但是因为这个理论与人类观测到的宇宙状态相符，还是吸引了很多物理学家的兴趣，随后暴胀理论又被其他几位物理学家所修正，变得看上去更加可 信。

暴胀理论在当时虽然没有证据支持，却可以完美的解释当时宇宙学的几个难题：根据广义相对论的描述，光速是宇宙间最快的速度，而宇宙的年龄又是有限的，在宇宙中一些不同的区域之间的距离可能远超过之间可以通过光速相互联系的距离，那么，这些区域又是如何联系的，以保持同样的温度和物质密度？为什么宇宙空间不是高度卷曲而是平坦的？为什么世界上不存在磁单极子？根据暴胀理论的解释，在暴胀期间，宇宙膨胀的速度远超过光速（这是空间自身的膨胀而不是信号的传播，因此并不违反广义相对论），因此在当时还处于微观状态的宇宙被拉伸成为基本平直的空间，而在现在距离太过遥远而无法通信的宇宙中不同的区域，在暴胀之前却是处于微观状态而可以相互交换信号，而这种状态通过暴胀过程被拉伸，使得现在宇宙中不论距离，各个区域的物质密度和微波背景辐射的温度都基本一致。同时，在暴胀的过程中，早期产生的磁单极子被迅速稀释，而无法被人类观测到。

一个有开端的（我们暂时还不知道它是否会有一个终结），不断演化的宇宙，在经过一次大爆炸诞生之后，又经历了一次暴胀过程，迅速地从微观状态被拉伸至宏观状态，从而使宇宙空间基本平直。这个宇宙在诞生了大约38万年之后，温度逐渐冷却，使得电子和质子可以开始相互结合，首先形成了氢原子，光子也终于能够从与其他粒子的频繁相互作用中挣脱出来，宇宙开始变得透明。此时终于获得自由的光子承载了宇宙大爆炸的回响，终于在138亿年之后被彭齐亚斯和威尔逊探测到——这是人类为宇宙的诞生和发展所描绘的一个“合理”的过程。但是宇宙学家仍然需要寻找宇宙暴胀的证据。在20世纪90年代被宇宙学家们预测可能存在的原初引力波，可能就是支持宇宙暴胀模型的最有力的证据，这种原初引力波是在宇宙暴胀过程中产生的，而它可能在宇宙微波背景辐射中打上某种印记。是否能够在宇宙微波背景辐射中发现这种印记，从而证实原初引力波的存在，进而支持宇宙暴胀理论，科学家们并不确定，而且这在技术上极难实现，宇宙微波背景辐射的信号本身非常微弱，其中的偏振更是很微弱，如何从中分辨出原初引力波在其中留下的印记？而从中寻找这个印记的意义又非常重大，因此被称为是现代宇宙学研究的“圣杯”。

引力波是一种空间的褶皱，它通过空间本身以光速传播。人类认识到引力波的存在，以至接下来寻找引力波，起源于广义相对论。

引力波是一种空间的褶皱，它通过空间本身以光速传播。人类认识到引力波的存在，以至接下来寻找引力波，起源于广义相对论。爱因斯坦在他的“奇迹年”1905年，通过对于同时性的思考，创立了狭义相对论之后，又经过了十余年的努力，在1916年发表了爱因斯坦场方程，建立了更为广阔的广义相对论体系。广义相对论以宇宙时空为研究对象，通过一个方程，把物质与能量和宇宙空间的性质联系起来，如果简单的讲述广义相对论的意义，可以说宇宙的时空不再只是物质和能量相互作用的舞台，而是亲自参与其中，引力效应实际上是因为质能引起了时空的扭曲的体现，用美国物理学家约翰·惠勒（John Wheeler）的话说，就是，“时空告诉物质如何运动，物质告诉时空如何弯曲”（Spacetime tells matter how to move; matter tells spacetime how to curve）。时空与物质相互作用，质能的变化会引发时空的波动，这就是引力 波。

1936年，爱因斯坦与他的助手内森·罗森（Nathan Rosen）在研究爱因斯坦方程的时候发现可以从中推导出一组解，这组解表明时空中会出现一种类似于电磁波式的横波波动。爱因斯坦最初对于这个结论也并不确定，认为这可能只是数学上不同坐标变换产生的幻象而已，并不具有物理的实在性，他还曾经为此撰写论文否认引力波的存在，但是在经过之后与美国物理学家霍华德·罗伯特森（Howard Robertson）的讨论之后使他相信，这种波动是一种实实在在的物理现象，也就是引力波，时空的波动本身就具有能量。

即使人们相信引力波是一种实在的物理学现象，要想真正观察或是探测到时空的波动仍然不是一件容易的事情，原因在于引力作用是一种极为微弱的相互作用。根据计算，引力波产生的效应太过微小，除非在宇宙中有两个非常致密的天体发生碰撞，否则很难产生可以观测到的时空的波动现象。在1992年，由加州理工学院和麻省理工学院的物理学家设计，美国分别在路易斯安娜州的列文斯顿和华盛顿州的汉福德开始建造两个激光干涉引力波天文台（Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory），这两个天文台在1999年建成，2001年投入使用，用来直接探测宇宙中到达地球的引力波。

根据广义相对论的描述，在宇宙中如果两个黑洞发生相撞，或是某个超新星爆发，就会辐射出强烈的引力波。为了探测到这种时空的波动，这两个天文台的主要设备都是两个相互垂直的，长达四公里的长臂，在长臂的末端装有反射镜，激光可以在长臂内部极低气压的条件下通过反射镜来回反射，相互发生干涉现象。此时如果有引力波经过，就将造成长臂长度的变化，使其中的一条探测臂变长，而另外一条变短，这样当两条探测臂中反射的激光发生相互干涉，它们的干涉现象就会发生改变，从而证明引力波的存在。但是因为来自宇宙深处的引力波强度太低，即使抵达地球，给激光干涉引力波天文台的长臂造成的长度上的波动可能还不到一个氢原子宽度的一亿分之一，可想而知这种极为微小的扰动非常容易受到来自地球内部的地震波和探测臂中空气分子的干扰，也正是因为如此，为了避免受到当地地质活动和天气状况的影响，才需要在相隔近2000英里的两个地方建立这样的两个引力波探测器，以作对比。即使做出了如此精细的安排，时至今日，激光干涉引力波天文台仍然没有得出令人信服的直接探测到引力波存在的证据。

在地球上感受到的引力波的效应微乎其微，那么人类是否有可能在太空中观测到引力波存在的证据？这就需要寻找和观测一些诸如黑洞，中子星等极为致密的天体，它们因为致密的特性和自身巨大的质量有可能释放出强烈的引力波。1974年，马萨诸塞大学的教授约瑟夫·泰勒（Joseph Taylor,Jr.）与他的研究生拉塞尔·赫尔斯（Russell Hulse）在波多黎各岛的阿雷西博天文台(Arecibo Observatory)，利用一个305米口径的射电望远镜在天鹰座天域探测到了脉冲信号，他们断定这个脉冲信号来源于一颗脉冲星——这是一种快速旋转的，极为致密并且以固定周期向外发射辐射的中子星，这种奇异的天体刚刚在七年前由剑桥大学卡文迪许实验室一位24岁的名叫乔斯琳·贝尔（Jocelyn Bell Burnell）的女研究生意外发现。

中子星是一种的死亡恒星由于自身重力坍塌形成的一种天体，它是目前宇宙中已经发现的最为致密的天体之一。当一些质量与太阳相近的恒星在生命尽头燃料耗尽，发生超新星爆炸，此后恒星的外部物质就会因为引力因素向内收缩，在巨大的引力作用下，电子被压缩入质子而形成中子，收缩形成直径只有几十公里的致密天体，由于这种天体密度极大，一立方厘米的中子星物质就可能达到十亿吨，而脉冲星就是以极高的速度进行自传并且向外发射电磁辐射的中子星。

拉塞尔·赫尔斯与约瑟夫·泰勒发现的这颗被命名为“PSR B1913+16”的脉冲星脉冲周期为57微秒（每秒钟向地球发射17次脉冲信号），这个半径只有几十公里的致密天体质量与太阳相当，但是他们随后发现这个脉冲星的脉冲信号到达地球的时间会有几十微秒的起伏，并且呈现出一个极为光滑的周期性的变化，这个周期为7.75小时，于是他们判断，PSR B1913+16在围绕着一个轨道运转，当它在轨道上的位置距离地球更近时，信号的周期就变小，而在轨道上的位置距离地球更远时，信号的周期也就变大，这个轨道运转的周期正是7.75小时。他们断定在PSR B1913+16的附近还有一颗伴星，这两个天体围绕它们共同的质心沿着椭圆形轨道运转，尽管他们当时对于这颗伴星的性质还不确定，但是估计其质量应该与PSR B1913+16差不多，可能也是一颗中子星，通过这种脉冲周期的变化，人们还计算出脉冲星运行的速度以及有关这个脉冲双星系统其它的信息，这也是人类发现的第一个脉冲双星系统。

在经过了几年的持续观测之后，根据分析脉冲双星发来的信号，拉塞尔·赫尔斯与约瑟夫·泰勒发现这两颗中子星相互围绕运转的速度越来越快，围绕运行的周期也在变短——每年缩短75微秒，而它们之间的距离每经过一个周期都会接近3.1毫米，根据这个趋势，在三亿年之后这两颗中子星将会最终结合为一体。脉冲双星的距离之所以会逐渐接近，是因为它们不停地向外辐射引力波而损失了能量，这个能量损失的数字与广义相对论的预测结果相差不到1.5%。在1978年，约瑟夫·泰勒与合作者第一次就这个观察结果作出了报告，这也就成为了至今为止人类对于证明引力波确实存在而发现的最有力的证据，而这种证据，也只有在这种两个距离非常接近，而又极为致密的脉冲星相互围绕运转的极为罕见的宇宙学现象中才能被观测到。拉塞尔·赫尔斯与约瑟夫·泰勒这对师生也在1993年，因为“发现一种新型的脉冲星，一个可能开启对于引力研究的新的可能性的发现”而获得诺贝尔物理奖。

广义相对论对于引力波的预测通过了宇宙中最严格的考验，接下来，是否能探测到原初引力波曾经存在的证据，也就成为检验宇宙暴涨理论是否成立的决定性因素。探测原初引力波，需要对于宇宙微波背景辐射进行仔细的探测和分析。在海拔较高，空气比较干燥的地区，比如南极或是智利的山区都建有探测宇宙微波背景辐射的天文台，但是人们还是更多的把希望寄托在不受地球大气层干扰的探测卫星上。

1989年11月，美国航空航天局（NASA）发射了“宇宙背景探测者”（COBE）卫星，用以对宇宙微波背景辐射进行精确探测，COBE卫星的探测结果显示，宇宙微波背景辐射总体来讲非常均匀，同时也存在极小范围的波动，它描绘出了宇宙微波背景辐射在十万分之一范围内的大尺度各向异性地图。这个探测结论在极大程度上肯定了宇宙大爆炸理论，而这个计划的主要负责人乔治·斯穆特（George Smoot III）和约翰·马瑟（John Mather）也因为这项成就获得了2006年诺贝尔物理 奖。

在2001年，NASA又发射了威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）卫星，作为COBE卫星的继任者，它以远超COBE卫星的精度探测宇宙微波背景辐射在宇宙中温度的极小差异，探索其各向异性的细节，更加精确地确定了宇宙的年龄，宇宙的组成部分以及宇宙空间的平坦性质，并且进一步肯定了宇宙大爆炸理论和宇宙暴涨理论。在经过了9年的探测之后，WMAP卫星在2010年完成了它的探测任务，永远留在了宇宙空间。此后人们普遍把在2009年升空的普朗克（Planck）卫星看作是WMAP卫星的继任者，普朗克卫星是欧空局（ESA）经过15年研发的成果，计划以前所未有的精度对宇宙微波背景辐射的各向异性进行探测。

因为普朗克卫星装备了最灵敏的探测仪器，人们认为它最有可能给出暴涨理论正确与否的答案。宇宙微波背景辐射不仅存在温度上的极小差异，同时还存在微弱的偏振，探测这种极其微弱的偏振现象，正是寻找原初引力波痕迹的最关键之处。依照电场（E）和磁场（B）的特性，宇宙学家们把宇宙微波背景辐射中的复杂的偏振现象分为E模式与B模式两种类型，而其中对于B模式偏振的探测之所以被称为宇宙学研究中的“圣杯”，原因就在于这种极为微弱的漩涡状的偏振现象虽然极难探测，却是宇宙暴胀理论预测的结果之一，当宇宙以加速形式暴胀时，会引起空间的剧烈震动，发出原初引力波，从而使宇宙微波背景辐射产生出B模式偏振的印记。宇宙中的其它干扰可能使宇宙微波背景辐射产生E模式偏振，但是只有原初引力波才有可能同时产生E模式和B模式的偏振。研究者们需要对于微弱的宇宙微波背景辐射进行探测，再分析出其中的偏振现象，进而辨别出E模式与B模式，再得出清晰的B模式偏振证据，这是现代宇宙学研究的巨大挑战。

在南极的阿蒙森—斯科特考察站进行了的一系列“宇宙河外偏振背景成像”（BICEP）实验，经过了十多年的准备和建设和多年的探测之后，意外地首先获得了宇宙微波背景辐射中B模式偏振的清晰证据。BICEP系列实验是第一个专门为探测宇宙微波背景辐射中B模式偏振而设计的探测实验，即使如此，BECEP实验的科学家们也没有想到可以如此迅速地发现B模式偏振。为了避免在某个区域因为引力透镜现象的影响，使微波背景辐射中的E模式偏振转变为B模式偏振，BICEP的科学家们在宇宙较大尺度内（20度）分析微波背景辐射的偏振状态，出乎意料的得到了B模式偏振的清晰证据，甚至有可能通过探测数据推算出宇宙暴胀的能量。

BICEP实验先后使用三代不同的探测器对宇宙微波背景辐射进行大尺度的精确测量，在2006年至2008年间进行探测的BICEP1实验只有49个探测器，当时使用的还是类似于普朗克卫星上使用的技术，把电磁信号转变为热量，然后再探测传感器上微弱的温度变化，进而探测其中的偏振，而在2010年至2012年间进行探测的最终提供了确定性数据的BICEP2实验则由512个探测器构成，它装备了目前世界上最灵敏的SQUID超导探测器进行信号放大，比BICEP1探测器要灵敏十倍。BICEP2实验的科学家们使用只有26厘米口径的拥有两个透镜的折射式小型望远镜对天空中这种微弱的信号进行探测。为了尽可能不受周围环境的影响，实验人员在这个小型望远镜的周围围绕了一层只有4K温度的包裹材料，并且在镜头前加上吸收屏以吸收周围的辐射，同时，为了避免望远镜受到方向性的干扰，利用小型望远镜的便利条件，实验人员每天都把望远镜沿着它的轴心旋转；而计划将于2014年开始工作的BICEP3实验的望远镜则将由2560个探测器构成，必将给出更令人信服的探测结果。BICEP实验的负责人之一，约翰·科瓦奇（John Kovac）形容说，“人们本来是想在草堆中找一根针，没想到却发现了一根木棒”，我们可以从他的话中感受到BICEP实验科学家们的意外和惊 喜。

虽然目前铺天盖地的关注和报道随之而来，人们仍然期待着其它实验对BICEP的实验结果进行确认（主要是普朗克卫星的数据分析，普朗克卫星预计将在2014年年中给出宇宙微博背景辐射的偏振测量结果），同时科学家们也在对BICEP2的实验数据进行进一步分析，预计在2014年年底之前可以得出最终结果。如果这个结果最终得到确认，那么这将是对于原初引力波存在的最有力的间接证据，将在极大程度上肯定宇宙暴胀理论，毫无疑问这将是一个具有里程碑意义的科学发现，同时，在理论物理学方面，这也将证实引力确实可以被量子化，这对于立志将自然界的四种基本作用：强相互作用，弱相互作用，电磁相互作用和引力相互作用最终统一起来，创建一个“大统一理论”的理论物理学家们也将是一个极大的鼓舞。但是人类寻找引力波的故事远未完结，如何探测到引力波存在的直接证据，如何利用引力波进行宇宙学探测和研究，引力波究竟在多大程度上对宇宙空间产生影响，这些问题还都没有答 案。