【明報專訊】最近，科學界證實了一項百年前的推測，讓大家對宇宙有新的理解及認識﹗

■小遊戲

1. (圖a)與什麼理論有關？

A. 廣義相對論

B. 開普勒第三定律

C. 天體運行論

2. 該理論由誰發表的？

A. 開普勒

B. 哥白尼

C. 愛因斯坦

3. (圖a)證實什麼的存在？

A. 黑洞

B. 重力波

C. 蟲洞

(答案見另文)

美LIGO證重力波的確存在

天才科學家愛因斯坦發表對現代物理學影響深遠的廣義相對論100年後，美國雷射干涉儀重力波觀測站LIGO(The Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)宣布，終於能證實愛因斯坦在廣義相對論內最後一項有關重力波的推測，證明重力波的確存在。

中大助理教授參與

香港中文大學物理系研究助理教授黎冠峰也有參與LIGO的研究工作，是LIGO合作組中唯一一名來自香港院校的科學家。 最近他在中大講座講解有關研究，可到網頁重溫內容：www.cpr.cuhk.edu.hk/cutv

■知多點

廣義相對論

愛因斯坦在100年前曾發表狹義相對論和廣義相對論，在狹義相對論中，他指出時間與空間是一體，即「時空」。之後他再發表廣義相對論，認為質量會導致時空扭曲，產生重力。在他的理論中，指出重力其實不是「力」，而是時空扭曲的副產物，而愛因斯坦也在理論中預測了重力波的存在，然而由於重力波的波動微弱，令人難以探測。

認識重力波

■填填看

科學家有一個比喻來形容重力波，是什麼呢？請將答案填色。(圖b)(答案見另文)

A. 時空裂縫

B. 時空漣漪

C. 時空軌道

重力波助了解萬有引力

你有向湖扔石子的經驗嗎？想像天體是石子，而時空就是湖，當兩個天體撞擊落在時空中，就像石子扔向湖，湖因石子的撞擊而產生漣漪，甚或波浪。石子令湖出現變化，天體撞擊則會令時空扭曲，這就是重力波的「傑作」了﹗在愛因斯坦的預測中，認為兩個距離很近的大質量天體(如黑洞)互相圍繞或碰撞，便會產生「漣漪」或波紋，它們的波動會因此將時空扭曲。重力波的發現可有助了解萬有引力的本質呢﹗

想更深入認識重力波，可上YouTube觀看動畫影片，認識更多：

https://youtu.be/4GbWfNHtHRg、https://youtu.be/vNXJfDvNc2s(附中文字幕)

■選選看

證實重力波的存在，有何重要？為世界帶來什麼影響？請剔出來。(圖c)

1. 重力波的證實，令愛因斯坦的廣義相對論得到最終確認，改變人類對時間、空間概念的認知

2. 可以提早確認來屆諾貝爾物理學獎得主

3. 隨重力波的證實，大部分宇宙謎團得到解答，可不用再觀測太空宇宙

4. 重力波可穿透連電磁波也無法穿透的空間，令人類可掌握更多宇宙資訊，例如科學家憑這次直接觀測到的信號，便能估算出兩個合併黑洞的質量大約是太陽質量的29和36倍、發生於13億年前(距離地球13億光年外)

5. 對宇宙起源有更進一步認識

6. 重力波是了解很多宇宙現象的唯一途徑，包括引致重力波的劇烈物理活動等

參考網頁

LIGO www.ligo.org

美國太空總署www.nasa.gov

■想一想

1. 認識宇宙起源與我們有何關係？

2. 科學家對理論有「大膽假設、小心求證」之說，你認為推測與證實對理論成功建立有何重要？

■關鍵詞

宇宙大爆炸 Big Bang

黑洞 black hole

廣義相對論 general theory of relativity

重力波 gravitational waves

時空漣漪 ripples in the fabric of spacetime

文：大海

圖：網上圖片、資料圖片