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引力波：发现爱因斯坦广义相对论缺失的“最后一块拼图” 第15章 一群探索宇宙奥秘的人
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Little Cave on Figueroa
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洛杉矶高地公园离加州理工学院不是很远。几名研究员每个星期二都会去那里喝酒，我也被邀请参加。项目组严格禁止任何矫揉造作的言行。在物理学这个小圈子里，人们对这种言行更是深恶痛绝。事实就是事实，不需要任何粉饰、渲染，遣词造句也以精简、直白为宜。这个特点淋漓尽致地体现在发给我的那条邀请信息上：“我们星期二去喝酒。如果愿意，你也可以参加。”
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“菲格罗亚大街上的小屋”打烊时间很晚，还免费赠送玉米面卷。尽管周围有砖墙，头上有屋顶，但还是有点儿“户外”的感觉。在这里，人们可以喝酒、吸烟。是的，吸烟，竟然还有人吸烟，这真令人吃惊。现在已经没有人吸烟了。我猜想，欧洲人应该会吸烟，欧洲人是烟草泛滥的一个原因。尽管美国人也吸烟，但对烟草的痴迷程度比不上欧洲人。
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“小屋”的采光比较暗，达不到酒吧的一般标准。音乐很棒，酒吧招待身上有一种20世纪80年代朋克歌手的味道。如果真的是来自20世纪80年代的朋克歌手，那就有些可怕了，好在他们只是给人一种类似朋克歌手的感觉。尽管从那里走到火车站需要50分钟，尽管我背着沉甸甸的计算机设备，尽管物理学论文、旅行包、手套，还有因为洛杉矶夜晚温度会大幅下降而特意准备的毛衣压得我不舒服，但我还是非常喜欢这间“菲格罗亚大街上的小屋”。
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一张两人桌的周围放着很多酒吧圆凳，一群科研人员围桌而坐，正在用带口音的英语侃侃而谈。我们都是这个项目的过客。人们坐在一起，总是喜欢打听彼此的人生历程：“莱纳在的时候，你到麻省理工学院了吗？”不断有人加入，或者是接受了一份为期两年或三年的研究工作，或者是读研究生，或者是抢到了一个稀缺、热门的教学岗位。同时，也不断有人离开，或者是去从事一份为期两年或三年的研究工作，或者是读研究生，或者是受到了一个稀缺、热门的教学岗位的吸引。一般来说，他们不会邀请学校里的教授参加星期二的饮酒活动。
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我正在想方设法融入实验人员这个群体，我有些问题要问他们。这些问题既不需要费神思考，也不会挑战他们的能力。在仪器领域，他们都是专家，而我是外行。知道我同意参加他们每个星期二举行一次的聚会，杰米感到很好奇。他低声对我说道：“你是科学界的重要人物。”听到这句话我非常高兴，同时希望这不是对我的讥讽。在觥筹交错的时光中，我慢慢地融入了他们的圈子。
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博士后（博士后研究员的简称）更是来去匆匆的过客，他们的公寓就是“过客”这个概念的完美诠释。我去过他们的公寓，那里他们有童年时期旅行时购买的纪念品，还有10多年前在校园附近淘换的二手沙发。那些老掉牙的家具与房间的结构很不搭，给人一种不和谐的感觉。砌在墙里的壁炉被几辆自行车挡住了。总的来说，公寓的主人仿佛要告诉别人：“我不打算长期住在这里。”但也有人在这个临时性住所里住了多年。一般来说，每过两年、4年或者5年，他们就会搬家，几乎不会在一个地方待很长时间。
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然而，这些科研人员之间的联系将会保持几十年，甚至直到他们生命的终结。他们要么在“小屋”聚会，要么在刘易斯安那州的LIGO天文台、意大利的Virgo天文台或者尼斯天文台出席会议。就这样，在地球上，在思想里，在合作中，他们找到了生命的永恒意义。
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科研人员就是操纵杆、调节器，就是固定在攀岩墙上帮助人们向上攀爬的支点，各种知识（全部是人类思维的产物）与现实混杂在一起，搭建起攀岩墙的墙体，我们的思想则构成了一道过滤网，穿过这道过滤网，才可以开始进行攀岩活动。科学、自然和数学都有一个非常重要的探索目标，但是，只有通过个体的努力，才能成功地爬上那堵高墙。现在，各种各样的人纷纷站了出来，有法国人、德国人，还有美国姑娘。因此，向顶峰攀爬是一种个人行为，是真正由人类完成的一项事业，是真正意义上的探索活动，它没有采用柏拉图式的理想形式，而是在分解之后交由个人来完成。最终，它变成了一种个人行为。同时，我们希望它也是一种客观真实的行为。
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星期二的聚会通常会邀请志同道合的人参加，因此出席者都真诚相待，缷去了职业的伪装，还流露出一种疲惫的感觉。
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2013年2月，我第一次同这些博士后喝酒，当时，LIGO探测器的升级进程大约完成了一半。升级完成后，新的探测器将被称作高新探测器，简称“aLIGO”。我跟他们说起2015年完成第一次探测的计划，他们都笑了笑，然后无奈地摇摇头。不可能，不可能，2015年是不可能的。有人喊道：“不过，或许行吧。”或许可以安排一两个月的时间进行测试，但是完成探测是不可能的。有人则非常悲观，说至少要等到2018年。
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他们大都出生于20世纪七八十年代，或许有一两个人是“90后”。他们都不知道约瑟夫·韦伯，但他们却在与韦伯建造同一艘船，不对，应该说他们正在寻找同一个宝藏。当初，韦伯这个疯狂的家伙设计了一个注定无法成功的棒式引力波探测器，然后在简陋的实验室级别的金属板的怂恿之下，发布了后来令他无比痛苦的“成果”。现在，在蒸汽朋克技术折戟沉沙的地方，他们借助相同的藏宝图，开始了新的寻宝之旅。
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由于不确定因素的干扰，所有人都有些麻木了，个人的注意力因为对机器不同组成部分（悬挂系统、光纤、直流输出转换等）的无声关注而分散，团队的注意力则对共同项目的有声关注（安装的迫切性、灵敏度目标以及科学界的看法等）而无法集中。然而，紧张、兴奋的情绪为他们提供了支撑下去的动力。探测器很快就可以投入运行了，在他们每天挥汗如雨的努力下，目标越来越清晰，眼看就要变成现实了。
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在描述即将实现的成果时，我们都有自己独特的风格。在做演讲演示时，我们都会根据自己的偏好，避免使用那些很难理解的术语和概念。到目前为止，我已经听过无数个版本了。仅这个晚上，我就听到了几个简短的版本。围坐在这张桌子旁的人都是团队的一分子，他们都付出了努力，也都有权分享成果。他们探索的不只是黑洞，他们从事的工作也不是清点库存、创建索引。
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我们倾听的是直接来自一种基本力的信息，是由这种基本力的载体直接传送到我们耳边的信息。我们将直接聆听自然基本法则的信使为我们送来的信息。我之所以使用“直接”、“信息”和“基本”这几个词，目的是让你同那晚坐在桌旁的所有人（无论他们在自己的版本中如何使用这几个词语）一样，可以领会其中的“模因”（meme）。
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只有最剧烈的灾难性天文现象产生的引力波才能将信息传递给LIGO探测器。基于这个原因，黑洞、宇宙大爆炸、超新星爆发将更容易被发现。因此，尽管我们目标远大——与基本法则直接对话，但我们也应该对这个领域中的个别创造表示我们的敬仰之情。
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黑洞发生碰撞后，周围的空间会不断振荡，直到一个完好无缺、更加庞大、不断旋转的黑洞形成并稳定下来，空间才会恢复平静。所有的致密双星系统合并时，都会发出声音，而且高度与强度不断增加，最后变成独特的“唧唧”声。运行轨道的具体特征对声音有影响作用，因此我们可以根据声音推断“鼓槌”的运动轨迹。
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中子星发生碰撞后，很有可能形成黑洞。在这个过程中，由于大块外壳从中子星上脱离，可能会导致中子星质量减小，以至于在碰撞之后还会产生一个中子星残骸。在合并之前，用望远镜基本上是无法观测到中子星的。但是，发生碰撞（广义）时，这些有超强磁场、超导、密度等于原子核的星体就会破碎，释放出强烈的γ射线（能量高于X射线）。在人们已经知道、观察到并加以研究的γ射线暴（简称GRB）中，有一种就是中子星碰撞形成的。人造卫星曾经发现γ射线暴，并拍摄了照片。但是，γ射线爆发持续时间极短，人造卫星来不及调整焦距，拍摄的照片比较模煳。人造卫星可以追踪释放出来的能量，观测到爆发由强到弱、逐渐消散的过程，有时还可以记录下爆发后的苍白色残骸。引力波天文台与人造卫星光学观测之间的合作，给科研活动带来了一片光明的前景。LIGO探测器可以记录最后几分钟的旋近情况，触发人造卫星调整角度，观测即将发生的爆发。这个方兴未艾的研究领域的数据来源有光波和引力波两种，因此被称作“多信使天文学”。
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形成致密残骸的超新星爆发是另外一个可能的目标。每隔几百年，银河系就会发生一次恒星爆发，因为距离非常近，所以不需要望远镜，肉眼就可以直接观察到。但是，这种引力波携带的能量远少于黑洞碰撞后产生的引力波携带的能量。如果现行理论没有错误，那么即便是高新LIGO探测器也难以探测到银河系外的超新星爆发。
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超新星爆发时会发出独特的声音，但是声音的具体特征取决于爆发的具体情况。有时好像鲸鱼的咕噜声，有时又像抽鞭子的爆裂声。声音可以直接表现出星体在大灾难中获得的加速度情况。所有的超新星都与恒星爆发有关系，LIGO项目组中有一个小组，专门探测、分析这些爆发，包括预见到的和没有预见到的。有人提议在超新星上碰碰运气，试图获得第一个完成探测的殊荣，但更多的人认为超新星太安静了，绝不应该选择它们作为目标。
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孤零零自旋的中子星是另外一个常见的引力波来源。如果这种中子星的表面是平整的，时空曲线就会波澜不惊。但是，只要星体表面有山脉，每次自转时就会在时空中形成旋涡，仿佛船桨划过水面时在水中留下左右不对称的旋涡一样。表面有少量山脉的中子星在自转时会发出单一频率的纯音，表面不规整的中子星自转时会发出连续而单调的声音。
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宇宙大爆炸产生的可能是一种刺耳的嘈杂声。总的来说，这些声音应该是一种毫无特征的白噪声——与静电噪声非常相似的嘶嘶声，到140亿年后的今天，已经变成很弱的嘶嘶声了。根据我们目前对大爆炸之后宇宙演化过程的了解，在大爆炸发生不到10–36秒的时间，时空的急剧膨胀就把大爆炸的噪声稀释到接近无声的状态。但是，宇宙大爆炸的确发出了一声巨响。由于引力波现在已经变得极其微弱，因此我们通过LIGO探测器肯定无法听见这创世之初的声音了。但是，如果在太空中安放干涉仪的任务取得成功，那么即使宇宙大爆炸的残余声音达不到LIGO的探测范围，太空中的干涉仪也可以直接探测到。
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另外，不同星系中无关联的致密星体发出的不相干的声音，也有可能在随机条件下被我们的探测器捕捉到。致密双星系统的重叠部分就有可能会产生随机背景噪声，但在干涉仪进入太空之前，可能都不会造成可怕的后果。
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我第一次听到基普在报告中谈到他们有可能开辟一条了解宇宙奥秘的新途径时，我就对它充满了期待。是否还有我们想象不到的天文现象呢？我们能探测到暗物质、暗能量或者暗维度吗？
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