在物理學界，一種似曾相識的感覺正在蔓延——令人屏息的頭條新聞最近都在宣揚可能發現了引力波，即時空結構中的漣漪。不到一年前，同樣的事情也發生過，儘管那次宇宙外星系偏振背景成像 2 (BICEP2) 實驗背後的團隊聲稱取得了一項最終被證明是錯誤的發現。時間會證明，關於新的潛在探測的傳聞（在雷射干涉引力波天文臺 (LIGO) 官方宣佈之前，傳聞已經甚囂塵上）是否會成為現實。但如果是真的，我們談論的是一種不同型別的引力波，它對我們理解宇宙具有非常不同的意義。
LIGO 搜尋的是由宇宙中最劇烈的事件產生的強大引力波，例如黑洞或稱為中子星的緻密天體之間的碰撞。“他們正在尋找你所能想象到的最災難性的事件，發生在我們的星系或附近的星系中，”亞利桑那州立大學坦佩分校的物理學家勞倫斯·克勞斯說，他沒有參與這項實驗，並且在推特上表達了他對傳聞的興奮。“在如此小的區域內質量如此之大，以至於引力場足夠強大，以至於碰撞的大部分能量將以引力波的形式釋放出來。”
引力波是阿爾伯特·愛因斯坦廣義相對論的預測，該理論解釋說引力是由時空彎曲產生的。每當質量在空間中移動時，它都會扭曲周圍宇宙的幾何結構，導致附近的其他移動質量沿著彎曲的路徑移動。“每次我移動手臂，我的身體都在改變我周圍空間的曲率，這會在時空中產生漣漪，”克勞斯說。“只是這些引力波太小了”，以至於無法察覺。LIGO 使用位於路易斯安那州和華盛頓州的探測器來搜尋光線沿著垂直路徑傳播所需時間的微小差異。這些路徑的長度相同，但如果引力波經過，它會拉伸一個方向的時空，導致只有兩條路徑中的一條膨脹，從而導致光線傳播時間的微小差異。“他們必須測量小於質子百分之一的路徑差，”克勞斯說。“他們能做到這一點真是太神奇了。”
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LIGO 正在尋找的引力波被認為時不時地出現在我們周圍的現代宇宙中。另一方面，BICEP2 的目標是誕生於極早期宇宙的原始引力波。BICEP2 位於南極，研究宇宙微波背景 (CMB) 光，該光在大爆炸後約 38 萬年釋放，並且不是尋找波本身，而是尋找它們可能在光中留下的印記。該望遠鏡正在 CMB 中尋找引力波的印記，如果宇宙在誕生後立即迅速膨脹，就像一種稱為暴脹的理論所預測的那樣，引力波可能會產生這些印記。根據暴脹理論，時空中微小的隨機量子漲落會隨著宇宙一起膨脹，產生引力波，這些引力波會在 CMB 中留下偏振，即光波的特殊方向。2015 年 4 月，該團隊大張旗鼓地宣佈，他們發現了這種偏振。但後來的研究表明，他們所看到的很可能是來自我們星系附近塵埃的汙染。
BICEP2 和其他類似的實驗仍在尋找原始引力波的證據，但對 LIGO 正在尋找的現代波不敏感，而現代波反過來也不會影響 CMB。而 LIGO 就其本身而言，可能看不到那些古老的引力波，因為它們在 LIGO 目標波長波段中的訊號“遠小於當前的探測器噪聲”，即輕微的背景干擾，“因此這不太可能是被探測到的來源，”路易斯安那州立大學天體物理學家加布裡埃拉·岡薩雷斯說，她是 LIGO 科學合作組織的發言人。（並且這兩種型別的引力波都與“重力波”不同，“重力波”是流體動力學中的一個術語，指的是暴露於不同密度材料的液體中的漣漪，例如水與空氣交匯處的海洋波浪。）
發現原始或現代引力波都將是一項重大突破，但原因不同。“BICEP2 試圖探測的引力波將是來自極早期宇宙的訊號，”約翰·霍普金斯大學的天體物理學家馬克·卡米昂科夫斯基說，他在 1997 年預測瞭如何找到原始引力波印記。這一發現將為暴脹理論提供證據，並可能揭示宇宙歷史最初時刻如何展開的細節。LIGO 的引力波（如果它們是真的）將探測引力在極端天體（如中子星和黑洞）中的工作方式，在這些天體中，當前的物理理論失效。BICEP2 尋找引力波在 CMB 光中留下的印記，而 LIGO 的目標是直接探測波本身，這將是首次。“自從愛因斯坦提出他的廣義相對論已經 100 年零兩個月了，”卡米昂科夫斯基說。“如果在搜尋 100 年後得到證實，那將絕對是了不起的。對我來說，這是一件大事。”