2月11日，美国激光干涉引力波天文台（LIGO）的科学家宣布直接探测到了引力波^[1]。这一发现验证了爱因斯坦100年前关于引力波存在的预言，是对广义相对论的直接验证，是物理学界里程碑式的重大成果，标志着引力波天文学时代的开始。该研究成果发表在2月12日的《物理评论快报》上^[2]。

引力波是指引力源运动引起的时空结构改变所产生的几何曲率振荡现象，这种曲率振荡以波动的形式在时空中传播。形象地说，引力波是一种时空涟漪，如同石头被丢进水里产生的波纹。加速运动的质量可以产生引力波，但是，引力波的能量很微弱，只有天文量级的质量的加速运动才能够产生可能测量到的引力波。然而，天体引力波源十分遥远，信号微弱，导致直接测量非常困难，所以一直以来直接探测引力波的尝试都没有成功。现在，美国LIGO实验组和意大利Virgo实验组的科学家利用刚升级完成的分别位于美国路易斯安那州利文斯顿市和华盛顿州汉福德市的两个高级LIGO（aLIGO）探测器，首次直接探测到引力波。这些引力波是由距地球13亿光年处的两个黑洞合并而产生，两个黑洞的质量分别相当于29个太阳质量和36个太阳质量，合并成一个相当于62个太阳质量的黑洞，而相当于3个太阳的质量转化为引力波，向四周辐射，于2015年9月扫过太阳系，为人类首次提供了直接的引力波证据。参与该研究的科学家来自美国、意大利、法国、英国、印度、意大利、中国等19个国家和地区。

引力波具有电磁辐射所不具备的特性，因此引力波探测是电磁辐射（如可见光、红外线、紫外线、X射线、伽玛射线）等传统的宇宙观测方式的极为重要的补充，为人类认识理解宇宙早期演化、星系结构形成、超大质量黑洞的成长，以及其他天体物理学和宇宙学中复杂的物理过程提供了一个新的观测窗口。此外，引力波探测的发展带动了一系列尖端技术的发展，比如微小位移的测量技术、精密隔振技术、高频率稳定度的高端激光技术、大尺度的精确测量等，因此，发展探测引力波的技术，可以促进高新技术的发展，占领高新技术领域的制高点。

我国在引力波探测领域起步较晚，目前，我国有3个引力波探测项目：中山大学领衔的“天琴计划”，中国科学院高能物理所主导的“阿里实验计划”，以及中国科学院在2月16日发布的酝酿中的“太极计划”。根据引力波频段的不同，引力波探测主要分为三种类型：（1）高频波段，即大于1-10赫兹，其探测需要在地面实现千米量级的激光干涉测量，LIGO的探测就属于这类型，主要引力波信号源是中子星、恒星级黑洞等致密天体组成的双星系统并合过程。（2）中低频波段，即10^-5-1赫兹，其探测需要避开地表振动、重力梯度等噪声和地面试验尺度的限制，在空间实现精密激光干涉测距，主要引力波信号源是质量更小一些的大质量黑洞并合过程的后期，欧洲空间局的激光干涉空间天线（LISA）项目、我国的太极计划和天琴计划，都属于这类型。（3）原初引力波，频率最低，波长跟整个宇宙的尺度差不多大，其探测需要对宇宙大爆炸后微波背景辐射（宇宙微波背景辐射是宇宙诞生大概38万年后留下来的电磁波）进行观测，我国的阿里实验计划属于这类型。不同的引力波频率对应不同的天体物理现象，一旦取得突破，都将是里程碑式的重大成果。                                                

 （黄龙光）