在物理学中，引力波是指空弯道中的波纹，以波的形式从辐射源向外传播，以引力辐射的形式传递能量。1916年，爱因斯坦基于广义相对论预言了引力波的存在。引力波的存在是广义相对论洛伦兹不变性的结果，因为它引入了相互作用传播速度有限的概念。相比之下，在牛顿的经典引力理论中，引力波是不可能存在的，因为牛顿的经典理论假设物质的相互作用以无穷大的速度传播。
国际天文学界又被引力波刷屏了。多国科学家16日宣布，人类首次直接探测到双中子星并合产生的引力波及其伴随的电磁信号。
如何探测引力波
北京时间16日晚22时，包括中国在内的多国科学家宣布，人类首次直接探测到两颗中子星合并产生的引力波，同时“看到”了这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。
据科学家称，2017年8月17日，美国激光干涉引力波天文台(LIGO)发现了一个新的引力波信号GW170817。这个信号是两颗中子星合并产生的引力波。全世界约有70台地面和空望远镜从红外、X射线、紫外线和无线电波进行跟踪观测。其中也包括中国架设在昆仑站的南极巡天望远镜AST3-2。
在LIGO观测到引力波信号后仅1.7秒，美国的费米塔空望远镜就探测到了一个名为GRB170817A的伽马射线暴。“费米几乎同时观测到伽马射线暴，这让我们更加兴奋，也更加迫切。”加州理工学院LIGO数据分析团队负责人艾伦·温斯坦教授回忆道。
LIGO和费米遇到强信号时会自动向天文世界发出警报。这是一场与时间的赛跑，世界各地望远镜的后续观测马上就要开始了。大约11个小时后，智利的swope望远镜首次观测到了这个信号的光学对应物——一个名为NGC4993的星系中的双中子星系统。
基于AST3-2独立收集的数据，研究人员还计算出，在两颗致密中子星的合并过程中，共喷射出超过地球质量3000倍的物质，携带着巨大的能量，喷射速度达到了0.3倍光速。
引力波也被称为“时间的涟漪空”。1916年，爱因斯坦基于广义相对论预言，剧烈的天体活动会导致周围的时间空一起波动，这就是引力波的起源。此后，科学界一直在寻找引力波的存在。此前，人类已经发现了两个黑洞合并产生的四种引力波。
为什么会震惊天文学界
为什么中子星的引力波会引起天文界的震动？专家说有三个主要原因。
首先，这是人类首次探测到双中子星合并。LIGO项目组成员、美利坚大学天体物理学家Gregory Harry告诉记者，之前观测到的引力波都来自黑洞。黑洞完全由扭曲的时间空组成，本质上没有物质，而中子星是一颗真正的恒星，因此我们可以深入了解核物质的行为。
哈利说，中子星的引力波可以用来直接测量到源的距离，而相应的电磁信号给出了速度，可以用来标定宇宙的膨胀速度，即所谓的哈勃常数，从而进一步回答宇宙从哪里来，到哪里去等重要问题。
其次，这是人类首次同时观测到来自同一个天文事件的引力波和电磁波，使得确认宿主星系成为可能。这一事件显示了引力波、电磁波等不同研究团队合作的重要性，也标志着“多信使天文学”的新时代。
“我想说的是，这是第一次我们既能‘看到’又能‘听到’一个天文事件。这些不同的‘感官’体验会给我们很多信息。”哈利说，“引力波天文学才刚刚开始。随着21世纪的前进，我们可以预计引力波观测将为宇宙学、天文学、天体物理学、核物理和引力以及其他领域带来更多的见解。”
第三，地面红外望远镜探测到了中子俘获过程，从而首次提供了中子星并合是宇宙中超铁元素如金、铂的主要起源的确凿证据。
南非夸祖鲁-纳塔尔大学引力波研究专家马·尹哲在给记者的邮件中开玩笑说:“如果有人问一位戴着金戒指的女性朋友，她的金戒指是哪里来的？她应该说是从银河系合并的中子星中产生的。”
还有哪些未解之谜
本次LIGO项目组公布的引力波来自距离地球约1.3亿光年的两颗中子星合并。与黑洞合并只产生引力波不同，中子星合并不仅产生引力波，还会发出大量电磁波。
这就是让天文学家兴奋的“多信使天文学”。引力波和电磁波作为不同的“使者”，可以从不同的方面告诉我们同一个天文事件。田纳西大学天体物理学教授迈克尔·古德瑞(Michael Guidry)表示，“多信使天文学”是天文学家长期追求的“圣杯”，它将对相关领域的未来产生巨大影响。
哈利说，如果没有引力波的研究，中子星的许多性质将长期保持未解，包括在强引力作用下如何弯曲变形，合并时会发生什么，质量大了会形成黑洞等。
[/h “GW 170817无法回答所有这些问题，但它为我们提供了以前没有的信息，并表明引力波观测是回答这些问题的实用方法。”哈利说。
他指出，目前探测到的五个引力波信号完全符合爱因斯坦的广义相对论，但广义相对论与量子力学不相容。因此，有些意见认为广义相对论需要修改。GW170817之类的事件是少数几种在引力极限下验证广义相对论的方法之一。“我们还可能观察到更强、更清晰的信号，这可能会向我们展示一些爱因斯坦引力理论无法解释的东西。”
具体到这个事件，双中子星合并后变成了什么样子，仍然没有答案。科学家列举了两种可能性，一种是变成质量非常大的中子星，另一种是变成黑洞。但不管它是什么，它的质量大约是2.74个太阳。
