那些小說電影和電視劇中早已見怪不怪的引力波

千萬不要覺得引力波是一個高深莫測的東西，至少在一些耳熟能詳?shù)奈幕髌防?，你早就已?jīng)對引力波的存在見怪不怪了。

《三體》：作為通信工具的引力波

在去年獲得科幻小說大獎的《三體》里面，人類用來和三體星人抗衡的武器，就是引力波發(fā)射裝置。在小說故事里，主人公羅輯發(fā)現(xiàn)“黑暗森林”法則之后，威脅三體星人要將對方的星空坐標(biāo)通過引力波廣播出去，將對手暴露在更加兇險(xiǎn)的未知敵人面前。三體星人因此就范，和人類達(dá)成了和平。

實(shí)際上，《三體》的作者劉慈欣并不只是在這一部作品中引入了引力波的概念。在他的另一篇科幻小說《朝聞道》中，引力波同樣成了在宇宙間傳遞信息的工具：人類接觸到的高等宇宙文明，就是通過破譯引力波，獲得了宇宙終極問題的答案。

引力波在劉慈欣的小說中，能夠成為通信工具的原因，是它可以輕易地穿透物體，并且不會發(fā)生任何衰變。從這個角度上來說，劉慈欣對引力波應(yīng)用的想象恰如其分。只不過對于我們?nèi)祟悂碚f，接收到的引力波信息來源并不是宇宙中某個具有高度智慧的文明，而是宇宙本身。

舉例來說，LIGO觀測到的引力波爆發(fā)，就來自于我們從前從來沒有觀測到的雙黑洞系統(tǒng)。LIGO的引力波數(shù)據(jù)顯示，距離我們13億光年的兩顆黑洞在圍繞對方的高速旋轉(zhuǎn)中碰撞到了一起，合并成了一個新的黑洞。其在這個過程中發(fā)射出的能量，比整個宇宙輻射出的能量總量還要高出三倍。

《星際穿越》：引力波拯救了人類但電影里沒說

利用引力傳播信息的科幻作品不止《三體》一個。你一定記得在電影《星際穿越》結(jié)尾處，庫珀博士在高緯空間中干擾地球引力，給女兒留下了突破人類科學(xué)極限的關(guān)鍵信息的場景。但請別誤會，雖然同樣是通過引力的方式傳遞信息，但電影里的情況和引力波實(shí)在是八竿子打不著。

但這不代表電影和引力波沒有關(guān)系。電影的科學(xué)顧問基普·索恩（Kip Thorne）在他的科普著作《星際穿越》（The Scienceof Interstellar）中，講述了人類是怎樣在觀測引力波的同時，發(fā)現(xiàn)了那個足以拯救全人類的蟲洞的。

在索恩的設(shè)定當(dāng)中，女主角的老師布蘭德教授，年輕時就在發(fā)現(xiàn)了引力波的LIGO工作。2019年的某一天，LIGO探測到了有史以來最強(qiáng)烈的引力波爆發(fā)。數(shù)據(jù)顯示，這場爆發(fā)的源頭是一個黑洞和中子星組成的雙星系統(tǒng)，但引力波的來源卻指向了太陽系之中的土星軌道。

黑洞和中子星圍繞土星公轉(zhuǎn)顯然是不可能的事情。且不說在強(qiáng)大的引力作用下，土星可能會蕩然無存，即便是太陽系中其他的行星，運(yùn)轉(zhuǎn)軌道也會在黑洞和雙子星的干擾下遭到破壞。而我們的地球，則會變得時而離太陽及其接近，時而又運(yùn)轉(zhuǎn)到距離太陽非常遙遠(yuǎn)的位置?？傊?，人類在這種狀態(tài)下，不是被太陽烤焦，就是因?yàn)槿鄙偬柕哪芰慷换罨顑鏊馈?/p>

但故事中的“現(xiàn)實(shí)”顯然不是這樣，對此唯一的解釋就是土星附近存在蟲洞。引力波在傳播的過程中穿過蟲洞，到達(dá)了太陽系，最終被LIGO系統(tǒng)捕獲。

這個設(shè)定其實(shí)在《星際穿越》的劇本初稿中就有所體現(xiàn)。但諾蘭兄弟在修改劇本的時候，不得不對影片中的科學(xué)信息有所刪減，而不至于讓觀眾在觀看電影的時候，“燒腦”得太過火候。

但索恩在自己的書里還是表示很遺憾，因?yàn)長IGO項(xiàng)目是在1983年，由他與麻省理工學(xué)院的雷納·威斯（Rainer Weiss）和加州理工學(xué)院的羅納德·德雷弗（RonaldDrever）聯(lián)合建立的。為了獲得引力波的第一例觀測，索恩制訂了LIGO的計(jì)劃和目標(biāo)，用了20多年的時間才將其變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

《星際迷航》：沒有提到引力波但還是和它有關(guān)系

在《星際穿越》上映的時候，索恩預(yù)計(jì)人類會在10年之內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)對引力波的觀測，因此他在電影設(shè)定中，把發(fā)現(xiàn)蟲洞的時間安排在了2019年?，F(xiàn)在，我們比索恩的估算提早了3年。我們不難想象索恩此刻的心情，至于引力波對我們究竟意味著什么，索恩也在解釋《星際穿越》背后的科學(xué)原理時，言簡意賅地表達(dá)了出來：

“到目前為止，人類對時空彎曲還不甚了解，幾乎沒有相關(guān)的實(shí)驗(yàn)和觀測數(shù)據(jù)。這就是為什么引力波尤其重要的原因：引力波源自于空間的彎曲，所以它們是探索宇宙彎曲的理想工具?！?/p>

初看上去，或許這還是關(guān)于宇宙的硬知識，但如果你是《星際迷航》系列的粉絲，就不難理解索恩為什么這樣說了。

在科幻美劇和系列電影《星際迷航》里，各個太空文明的飛船，都是通過“曲率引擎”在星際空間里來回穿梭的。這種引擎通過彎曲飛船前后的空間，達(dá)到光速移動，甚至超光速飛行的效果。

雖然這是上世紀(jì)60年代的科幻設(shè)想，但在上世紀(jì)末，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，這種引擎其實(shí)并不違反廣義相對論中“光速最快”的限制。而到2008年，美國貝勒大學(xué)的物理學(xué)家認(rèn)為，人類可以通過巨大的能量實(shí)現(xiàn)對空間的彎曲，進(jìn)而使曲率引擎成為可能。

既然曲率引擎存在的基礎(chǔ)是改變空間，那么我們無法不去暢想人類通過引力波學(xué)習(xí)、探索時空彎曲，并加以利用后的世界會變成什么樣子。雖然光速旅行甚至超光速旅行的設(shè)想仍然是停留在文字上的思想實(shí)驗(yàn)，但數(shù)百年后，萬一它實(shí)現(xiàn)了呢？

現(xiàn)在想想，“我們的征途是星辰大?！彼坪跻膊伙@得那么中二了。