太陽打冷顫，外星機(jī)械波

在我們眼中，太陽似乎永遠(yuǎn)都是一個安靜的“氣球”，每天只負(fù)責(zé)發(fā)出強(qiáng)烈的白光，給我們帶來光明與溫暖，然而實(shí)際上太陽時時刻刻都在劇烈震蕩。

太陽因何如此狂躁不安？我們不妨設(shè)想一下地球上的海面，海的表面什么時候平穩(wěn)過？太陽是由一種特殊的流體—“等離子體”組成?？梢韵胂笕绻檬帜笠粋€水球和一個鐵球，打上一拳，哪一個更容易被引發(fā)“地震”呢？無疑是水球。太陽上的這種震蕩稱為“日震”，它的能量來源和地震類似，源自內(nèi)部能量釋放，但不像地震那樣只持續(xù)很短的時間，作為一個有“彈性”的“水球”，它可以像彈簧一樣保持持續(xù)的震動。

太陽到我們的距離非常遙遠(yuǎn)，它上面的微小震蕩對我們不會有什么影響，然而天文學(xué)家卻發(fā)現(xiàn)，日震波真是一個好東西，我們可以利用它來看看太陽里面是什么樣子。太陽是個“千層餅”，它的物理環(huán)境層層不同，各種波的狀態(tài)到了每一層也會發(fā)生相應(yīng)的變化。最后當(dāng)這些日震波穿越了不同的環(huán)境，終于沖到太陽表面時，人們就可以知道這些波曾經(jīng)“游歷”的地方是什么樣子，這就如同地質(zhì)學(xué)家可以通過分析地震中的機(jī)械波來知道大地的分層結(jié)構(gòu)是一樣的。

宇宙出彩虹，電磁波的傳說

神說，“要有光”，但光究竟是什么？就連牛頓、愛因斯坦、波爾也費(fèi)了大腦筋，最后得出的結(jié)論是—光的本質(zhì)就是一種電磁波，和我們收聽到的廣播一樣。電磁波的傳播自由無阻，遙遠(yuǎn)的恒星把光傳到我們這里，不用擔(dān)心路上缺少“傳輸介質(zhì)”。

既然光也是波，那么就應(yīng)該有低頻和高頻，眼睛為了分辨不同頻率電磁波，將它的頻率賦予了“顏色”的意義。當(dāng)年牛頓用三棱鏡造出了第一條“人造彩虹”之后，人們開始用這種“分解光線”的視角來重新審視我們的自然界。

對于遙遠(yuǎn)的星光，人們最感興趣的就是譜寫一套它的“光譜”，結(jié)果發(fā)現(xiàn)它們的“光譜”也如同一道道絢麗的彩虹，不過這些彩虹有的和太陽光譜類似，有的則偏藍(lán)紫，有的則偏橙紅。有了光譜，我們就可以去看看遙遠(yuǎn)的恒星上都有什么寶貝。

時空有波紋，宇宙的漣漪

北京時間10月16日22時，科學(xué)家們在多國宣布成功探測到第一例雙中子星引力波事件，人類首次窺見引力波源頭的奧秘。我國包括南極巡天望遠(yuǎn)鏡AST3-2、國內(nèi)第一顆空間Ｘ射線天文衛(wèi)星慧眼望遠(yuǎn)鏡在內(nèi)的多臺設(shè)備參與觀測引力波事件，我國科研人員還借助引力波光譜解開了宇宙中金、銀等超鐵元素的產(chǎn)生之謎。（報道引自新華社）

日常生活中，“引力波”這個詞語幾乎不被人們提到，當(dāng)愛因斯坦將“引力波”的概念展現(xiàn)在人們面前時，人們不禁驚愕：這是什么東西?。∫Σ?，就是時空的波動。當(dāng)遙遠(yuǎn)的地方兩個超大質(zhì)量黑洞碰撞，當(dāng)池塘中一只青蛙猛然躍起，都會產(chǎn)生一種波動——引力波，通過它，我們可以探測到更遙遠(yuǎn)的天體劇烈行為。

我們熟悉的機(jī)械波是以物質(zhì)為媒介的；電磁波不以物質(zhì)為媒介，但它本質(zhì)上是物質(zhì)。而引力波呢，它由物質(zhì)產(chǎn)生，但它本身不是物質(zhì)而是空間，傳播也無需物質(zhì)參與。這如何理解呢？且慢，胡克有一句經(jīng)典的“廢話”：拉彈簧的時候用力越大，彈簧就線性變長，與之類似，愛因斯坦也說：按照廣義相對論，有物質(zhì)，時空就彎曲，我們可以讓時空變形，就像我們能讓彈簧變形一樣。

“時空是彈簧，看你強(qiáng)不強(qiáng)。”究竟是誰造就了引力波？其實(shí)任何物體的整體加速運(yùn)動，或者自身的不規(guī)則變化，都會產(chǎn)生引力波。但是這些引力波太微弱，我們無法探測到。產(chǎn)生明顯的引力波需要兩個要素，第一是密度要大，第二是運(yùn)動要快。兩個高密度的天體碰撞、繞轉(zhuǎn)就可以產(chǎn)生能量很高的引力波，比如中子星，從它上面挖火柴盒大小的一塊，上百輛重型卡車都拉不動?？蓵r空彈簧太“硬”了，即使這樣大的能量也只能對時空引起很小的擾動，所以能探測到引力波是非常難得的事情。