Good thing takes time

愛因斯坦一百年前在其廣義相對論中假設重力波。根據相對論，空間與時間交織成「空時」（spacetime），我們的宇宙觀念因此在3D之外加上第四維。愛因斯坦廣義相對論所有要義幾乎都已觀察或實驗證實，只欠重力波。依愛因斯坦之見，質量以其重力扭曲空間／時間。一個常用的比喻是把空／時看成蹦床，把質量視為蹦床上的保齡球。蹦床上的物體會「落」向床心，此即重力。
有質量的物體加速時，例如兩個彼此環繞運行的黑洞加速時，會沿它們周圍已經有曲度的空／時，以光速送「波」，像池塘裡的漣漪。
物體質量愈大，波愈大，愈容易偵測。
重力波在宇宙裡行進，不受任何阻礙。關於宇宙，目前所知的一切都來自電磁波，如無線電波、可見的光、紅外光、X 光及伽馬射線。這些波行進時會遭受干擾，讓科學界了解的宇宙只是局部的。
重力波沒有障礙，因此是豐富的新知來源。黑洞即為一例，黑洞不放光、無線電波，但可以透過重力波來研究。
最強的波，來自黑洞合併、巨型星體爆炸，或138億年前宇宙誕生。
偵獲重力波為什麼重要?重力波是愛因斯坦理論的一項關鍵假設，改變了人類對空間與時間的觀念，科學家追求重力波證據，如今終於有成。
偵獲重力波，為天文學開啟令人振奮的新路，因為從此可以根據遙遠的星球、星系、黑洞所產生的波來測量它們。
間接而言，黑洞的存在又添一證。
為什麼要追重力波?重力波有助解答宇宙創生那一刻的各種問題。天文學回顧時間，也回顧空間。要遠視130億光年以外，就得捕捉130億光年前發出的光。
無論望遠鏡多完美，天文學家都無法以光學儀器入窺宇宙誕生的頭40萬年，因為太過濁黯，連光也掙不脫那樣的太初濃漿。但重力波一定自始就存在。
發現重力波，物理學就此下課嗎?
不然。問題愈來愈多。有形可見的宇宙為什麼是物質而非「反物質」做的?
為什麼宇宙96%是看不見、偵不到的，以黑暗物質的形式存在，而且比「黑能」更神秘？宇宙何以似乎穩定？宇宙就這一個嗎，或者這只是數目無限的宇宙裡的一個？追根究底，宇宙為何存在？
愛因斯坦的重力波理論獲得證實，一組問題終於有解，但也帶來一系列全新的謎。

愛因斯坦只用筆和紙推想出的重力波理論，手稿迄今早已泛黃，終於在百年後獲得證實。希伯來大學物理系系主任科爾說，重力波的發現是科學家和重視愛因斯坦遺產者的歷史性一天，「它為宇宙開啟了新的一扇窗，讓我們看到宇宙的進程，並可能引領許多無法預料的研發。」
愛 因斯坦100年前提出廣義相對論時，可以使用的工具極有限；當時電腦、網路、印表機、原子筆、隨身型計算機仍未問世，只有極少數家庭有電話；科學家在百年 後花了11億美元（約台幣368億元），才發現廣義相對論中預測的重力波，但愛因斯坦當年僅憑紙、筆、努力工作與不世出的才具，提出歷久彌新的曠世理論。
「現代科技的靈敏度遠非當時可以比擬。」但卡地夫大學重力物理學教授沙泰亞普拉卡希表示，即使當時的科技較進步，科學家很可能也想不到利用它們偵測重力波。
100年前，收音機已經發明，但仍未進入一般人的日常生活。第一通洲際電話1915年接通；冰箱仍未出現；汽車與馬車在路上並行；艾菲爾鐵塔是全球最高的 建築物。以數學領域而言，笨重的康普托計算機是最頂尖的運算工具。至於物理學，初級的干涉儀已經出現，卻與發現重力波的雷射干涉儀重力波觀測站相去極遠。沙泰亞普拉卡希說：「直到愛因斯坦首次提出他的理論之後大約50年，科學家才略微瞭解重力波是什麼。事實上，即使當想出初步的答案時，愛因斯坦本人也難以立刻相信重力波確實存在。」
專家說，愛因斯坦的天才可能與他所處的時代或既有的科技無關。英國杜倫大學粒子物理現象學研究所的瑟迪諾表示：「愛因斯坦重力理論的優雅並不仰賴運算能力，而在於原理本身的優雅。」
以色列11日展示愛因斯坦的手稿。耶路撒冷的希伯來大學愛因斯坦檔案館館長葛洛茲指著兩頁手稿說：「愛因斯坦用字和筆發明的理論，卻耗費人類100年研發出儀器，才得以窺探此理論一二。」
這兩頁分別寫於1916年及1915年的手稿，愛因斯坦1955年去世時，把所有研究手稿留給希伯來大學。

《重力波轉成音波的撞擊聲》
愛因斯坦又對了！美國科學家11日宣布，偵測到距離13億光年的黑洞併撞黑洞的活動，從而首度發現愛因斯坦一百年前在廣義相對論中假設的「重力波」(gravitational wave)；這項發現是對廣義相對論百年慶的絕佳獻禮，也為研究宇宙起源開啟新紀元。
科學家把黑洞相撞合併產生的重力波轉成音波，在記者會播放：在潺潺的其他雜音之中，有個重擊聲穿透而出，清晰可聞。
轉成音波 清晰可聞
LIGO(雷射干涉儀重力波觀察站)團隊發言人龔薩雷茲說，「這就是我一直在找的聲音」。麻省理工學院天文物理學家馬瓦瓦拉說，這是研究天文學的新工具，「我們啟動了一種新感官，從前我們能看天文現象，現在還能用聽的」。
偵測到重力波的消息在科學界流傳數月，11日終於在華府一場記者會獲得證實。加州理工學院物理學家萊茲說：「諸位女士先生，我們偵測到重力波。我們做到了！」
13億光年前，兩個相互環繞運行的黑洞高速相撞形成一個更大的黑洞。原來的黑洞，一個是太陽質量的29倍，另一個是太陽質量的36倍。
相撞產生的波以光速旅行，去年9月14日通過地球，被守候已久的美國兩個巨型雷射偵測站偵獲。兩個偵測站，一個設在路易斯安那州，一個在華盛頓州，相隔三千公里，合稱「雷射干涉儀重力波觀察站」（LIGO）。
物理學上，「干涉」指「波」在空間中重疊時而形成新波形的現象。
LIGO與加州工學院及麻省理工學院合作，大約50年前開始測量空間-時間的延展與收縮，藉此直接追蹤重力波，數十年努力終於有成。
時空漣漪 首獲證實
兩個黑洞相撞，在時間與空間的結構中產生力道極大的風暴；在這風暴裡，時間加速，變慢，復又加速，造成空間的形狀拗扭彎曲，科學界喻之為「時空漣漪」；這整個漣漪現象，科學界理論上並未置疑，但從未獲得直接證據。
「這是科學史上重要的一刻。」英國天文物理學家霍金接受英國廣播公司（BBC）專訪時表示：「重力波提供看待宇宙的嶄新方式，發現它們的能力，可能使天文學發生革命性的變化。」
霍金說，這項發現是首度發現黑洞的二元系統，是首度觀察到黑洞融合，「除了檢驗（愛因斯坦的）廣義相對論，我們可以期待透過宇宙史看到黑洞，甚至可以看到宇宙大爆炸時期初期宇宙的遺跡、看到一些最大的能量。」
重力波以光速傳遞，無法加以阻擋；由於重力波產生的時空扭曲非常微小，在此之前科學家從未成功觀測到。
過去數十年來許多跨國科學團隊都致力於找尋重力波存在證據，但重力波對於附近時空的衝擊因距離地球太遠，弱不可見，加深觀測的難度。LIGO可偵測質子直徑萬分之一的長度變化，有10餘國一千多名科學家參與研究。

LIGO的運作原理、發現重力波 國際新聞組製表