出品：科普中国
制作：知识分子 中国科普博览
监制：中国科学院计算机网络信息中心
2016年2月12日，对于很多国人来说，是再平凡不过的一个猴年春节假期中的一天。但对于很多科学家来说，对人类整体来说，它实在是值得载入史册的一天。
引力波音频。图片来源：LIGO新闻发布会直播截图激光干涉引力波天文台(LIGO)直接探测到引力波的新闻发布会，吸引了众多科学家守候，这一成果的意义完全可以使得全世界沸腾——人类获得了全新的认识宇宙的一种能力，将进入引力波时代。
为这一消息激动的除了科学家，还有科学爱好者们。包括小编的一位好基友。作为如假包换的天文爱好者，他在家里科普引力波，结果和牛顿的忠实拥趸父上大人差点打了起来。依小编的愚见，他大概还是没说明白。
为了避免这样的极小概率(can)事件(ju)再次发生在热心科普粉身上，知识分子联合中国科普博览，邀请到国内外理论物理领域的多位专家，共同谈谈引力波这件大事。
本次推出的是部分访谈文字稿，后期还将继续推出视频，敬请期待。
一、科学家们究竟取得了什么成果？
李淼，中山大学天文与空间科学研究院院长，主要研究方向为宇宙学、弦论、高能物理李淼：人类首次探测到引力波，首次探测到双黑洞合并
根据发表在物理评论通讯(PRL)2016年2月11号一期上的论文，《合并双黑洞系统引力波辐射的观测》：2015年9月14号协调世界时09:50:45 ，LIGO的两个引力波探测器同时探测到一个短暂的引力波信号，相对强度为1.0 ×10-21 ，频率覆盖35到250赫兹。
引力波信号GW150914在天图(SkyMap)上的分布。图/Caltech/R. Hurt。根据爱因斯坦的广义相对论，这个信号来自于双黑洞系统的合并。这个双黑洞系统距离地球大约为410兆秒差距，也就是大约13亿光年(亮度距离)。两个黑洞的质量分别大约是36个太阳质量和29个太阳质量，其中引力波辐射损失的质量大约为3个太阳质量。
这个发现表明存在太阳质量级别的双黑洞系统，是人类第一次探测到引力波，也是人类第一次探测到双黑洞合并。
以上基本上是这篇LIGO和Virgo合作论文摘要的翻译。
二、能否一句话说明什么是引力波？
布鲁斯?艾伦(Bruce Allen)，德国马克斯-普朗克引力物理研究所(阿尔伯特?爱因斯坦研究所)所长，LIGO科学合作组织(LSC)分布式计算项目Einstein@Home(意为“爱因斯坦在你家”)领导人。布鲁斯?艾伦：引力波是时空曲率的涟漪，从源处以光速传播。
马丁?亨得利(Martin Hendry)，英国格拉斯哥大学天文与物理学院院长， 主要从事宇宙学和引力波天文学研究，LIGO科学合作组织成员， LIGO科学合作组织教育与公众宣传小组副组长。马丁?亨得利：引力波是时空中的涟漪，是宇宙中某些最激烈的事件产生的——例如恒星爆炸和黑洞碰撞(后者是我们这次探测到的类型)。
三、这一成果有何意义，为什么它能让这么多科学家如此激动？
陈雁北( Yanbei Chen)，美国加州理工学院物理学教授，主要从事引力波研究，LIGO科学合作组织成员。陈雁北：对广义相对论有了进一步的认识
引力波在广义相对论中是一个推论，并且是很重要的一个。
引力波和电磁波，在数学上有一定的类似之处。打一个比方，法拉第、麦克斯韦建立的电磁场理论，推论出电和磁之间的联系。在最初，这个联系体现在“电磁感应”，比如运动的电荷可以产生磁场，而变化的磁场也可以产生感生电动势。从这些，可以从理论上建立一个麦克斯韦方程组。但是，这个方程组又推论出一个新的现象，就是电磁波。在电磁波里面，电场和磁场之间会有一个完全的转换，电磁感应会把能量传播到无穷远处。在赫兹发现了电磁波，并且测定了它的传播速度之后，电磁场理论才真正完整地被验证了。
所以相比之下，只有探测到了引力波，研究了它的性质之后，才能说对广义相对论有了一个完整的认识。
马丁?亨得利：创造了一个机会，而非解决了一个问题
我们探测的成果之一便是完成了对爱因斯坦广义相对论关键预测的最后验证。但我觉得这并非是解决了一个问题。几乎所有的天文学家和物理学家都完全相信引力波是存在的，只是此前我们不能直接探测到它们。
事实上本来可能有一个大得多的问题，那就是如果我们能够确认两个黑洞的合并没有发出引力波，因为这可以表明爱因斯坦的理论存在严重的问题——那会是令人震惊的，要知道广义相对论在不是那么极端的物理条件下取得了巨大的成功。
当然，类似的评论可以应用在黑洞本身的存在性上。人们从电磁数据中得到了关于黑洞存在的很多间接证据，但对它们的直接探测——通过它们发出的引力波——是一个惊人的发现。不过同样不是真正解决了一个天文学和物理学中的问题。
因此，我们不把这一发现当作是解决了一个问题，而是认为它创造了一个巨大的机会。
苟利军(中国科学院国家天文台研究员，恒星级黑洞研究创新小组负责人)：基础科学的胜利，伟大理论的胜利
听到这个消息的时候，有热泪盈眶的感觉。一方面，科研工作者，尤其是基础学科的科研工作者，可能都是花费几十年时间来做这一件事。即使大家都相信引力波存在，但因为它太微小，很可能也是探测不到的。在2000年左右，LIGO的创建人基普?索恩甚至认输了，承认的确在第一阶段的时候没有探测到。直到升级后，终于探测到引力波。这么多人为这一个信念奋斗几十年，把这么困难的探测做到了。
另一方面，爱因斯坦在一百年前就预言到了引力波的存在，而它的广义相对论包含了宇宙中如此之多的现象，一个非常简单的方程居然包含如此丰富的信息。这次探测到引力波更验证了这个理论的震撼与伟大。
四、探测引力波为什么这么难？
陈雁北：所产生的变化太微弱了
在人类能够感知的尺度下，引力是一个很弱的相互作用。只有靠天文中大质量的星体的运动，才能产生相对比较强一些的引力波。但是就算是这样，引力波对地面上的物质产生的影响也是微乎其微的。这次探测到的引力波，振幅为10-21，这就说明，在LIGO中距离4公里的镜子，其相对距离只是变化了10-18米左右，是原子核尺度的一千分之一。这么微弱的距离变化，是人类在之前根本没法达到的，是精密测量科学的最前沿。
五、既然探测引力波这么难，我们都有哪些手段探测引力波呢？
苏萌，麻省理工学院物理系Pappalardo研究员，研究兴趣高能天体物理学与宇宙学，主要集中在宇宙微波背景辐射、暗物质探测与宇宙射线物理学苏萌：四种探测引力波的手段
目前为止，探测引力波的主要手段有四种，分别针对不同天体物理与宇宙学起源的引力波信号。
1.原初引力波信号
原初引力波信号是频率最低的引力波类型。针对当今的宇宙起源模型认为，宇宙大爆炸时会发生宇宙时空剧烈的暴胀过程(inflation)，由于时空的剧烈扰动会产生一个引力波的背景信号，就是所谓原初引力波信号。这种引力波的波长跟整个宇宙的尺度差不多大，所以只能通过对宇宙大爆炸后遗留的光子场的信号(所谓宇宙微波背景辐射)来寻找原初引力波的信号。前不久颇具影响的Bicep2实验正是通过这种方式探测到了原初引力波的迹象，本可以是实现首次引力波直接探测的实验，可惜后来更多数据和仪器的结果显示，虽然测量结果没有问题，可是探测到的却是我们银河系自身的信号，并不是来自于宇宙早期。
2.大质量黑洞并合时发出的引力波
这类引力波对应的频率在百万分之一到亿分之一赫兹。
这种事件往往发生在星系与星系相撞的后期。人们想出一个绝妙的方法去试图观测这种天体物理过程发出的引力波：利用校准后的毫秒脉冲星！毫秒脉冲星是自转极快的带强烈磁场的中子星，顾名思义，这种脉冲可以作为一个时钟——可以达到原子钟级别的精确的时钟，若干这样精确校准的毫秒脉冲星作为校准光源，利用地面上的大型地面射电望远镜作为探测器来观测大质量黑洞并合时发出的引力波。
3. 十万分之一到一赫兹的引力波
