撰文：Michael Greshko
近一个世纪后，一个难解的宇宙争论终于结束了！科学家们已经证实探测到了引力波！
2月11日，加州理工学院、麻省理工学院以及“激光干涉引力波天文台”的研究人员当天在华盛顿举行记者会，宣布他们探测到引力波的存在。引力波是爱因斯坦广义相对论实验验证中最后一块缺失的“拼图”。
两个质量分别为太阳36倍和29倍的黑洞相互盘旋，最终碰撞，产生引力波。
在黑洞碰撞前的最后一秒，他们释放的能量是宇宙中其它所有星系释放总和的50倍。
100年来，相对论关于物质、时间和空间如何运转的怪异预测一再被证明是正确的。
如今，爱因斯坦被视为天才，但在他所属的时代却未被如此看待。他首次提出相对论的观点时，一些学者对他提出了抗议，还有些人通过媒体诽谤他，不仅抨击他危险的观点，还诋毁他犹太人的身份。
他的爆炸性研究成果甚至动摇了传统物理学的根基。在爱因斯坦的理论观点中，除了光在真空中总是保持着3亿米/秒的速度，其它物质的速度和位置是可以任意变化的。时间和空间搅合在一起形成一个四维的时空，物质可在其中拉伸和弯曲。移动的物质必须遵循时空的曲线，也就是我们所体验到的重力。
听起来像是一派胡言。
然而，在过去的100年里，研究反复证明爱因斯坦是正确的。他被证明是正确的次数太多了，以下是一些令人印象深刻的案例。
光是波，同时还是粒子
爱因斯坦最为人所知的是相对论，然而让他获得唯一诺贝尔奖的则是关于光的革命性理论。经典物理学认为光是一种波，不过这种理论无法解释金属被光照射时为何以及如何发射电子——一种被称为光电效应的现象。
爱因斯坦认为，光实际上是由独立的光子组成，每一个光子都有与其频率相关的能量。今天的量子物理学就是受到这一发现的启发而创立的。量子物理学也认为原子可能具有异常的波动性，这也是在爱因斯坦的帮助下发现的。
时空能够弯曲
爱因斯坦成功解释了水星轨道出现的神秘摆动，由此迎来了广义相对论的首次重大胜利。1859年，杰出的法国天文学家奥本·勒维耶认为之所以出现这种现象，是因为水星轨道中有一个未曾发现的行星祝融星，这颗行星对水星的牵引使其运动轨迹发生了偏移。不过，经过多年的研究，研究者依旧未发现祝融星存在的确切证据。
令爱因斯坦兴奋的是，他的广义相对论证明太阳使附近的时空发生了弯曲，就像一个保龄球把一块草皮拉伸成一个蹦床一样，由此否定了祝融星的存在。由于水星距离太阳很近，水星附近的时空就受到太阳的弯曲，其摆动的轨道就是弯曲后的最短路径。实际上并没有额外的行星存在：只是宇宙中存在一个牛顿未曾构想的几何结构。
时空可能像透镜一样对光线进行弯曲
1919年5月，在一次全日食中，爱因斯坦再次被证明是正确的。根据相对论，太阳弯曲的时空会像透镜一样对进入的星光进行弯曲。
英国天文学家Arthur Eddington拍到了这次日蚀的大量照片，发现太阳似乎拉伸了毕宿星团，使单个星星的光线弯曲了近1/2000度，与爱因斯坦的预测一致，而根据牛顿物理学的预测弯曲角度应为观测到的两倍。
即便是爱因斯坦也未预料到这一现象会对天文学家有多大帮助：通过将星系作为巨型透镜，天文学家可以对宇宙的早期状态进行研究。此外，当天文学家观测到可见的物质导致的透镜现象时，这一扭曲现象可帮助他们绘制广阔的暗物质场。
旋转的物质会像糖浆一样拖拽时空
物质不仅会弯曲时空，像地球这样的旋转物质还会对周围的时空产生拖拽，就像糖浆中旋转的勺子一样。这会对附近卫星的轨道产生影响，也就是被称为惯性系拖曳效应的怪异效应。
根据广义相对论，爱因斯坦于1918年预测了惯性系拖曳效应，但直到2004年，研究者发现地球的旋转使两个卫星的轨道发生些微的偏移，这一效应才被首次证实。2011年，美国宇航局的重力探测器B再次确认了这一发现。
重力可使时间变慢
爱因斯坦的方程式还赋予了物质使时间加速或减慢以及改变光线颜色的能力。
普通人就能发现这一怪异的预测是正确的，因为来自遥远星星的光线在地球上看要比在太空中看起来更蓝，也就是光的频率更大。我们距离地球的引力井越远，来自地球的光线看起来频率就会越小，这一现象被称为重力红移。
虽然很微小，但如果没有相对论校正，GPS卫星上的钟表每天将会比地球表面的钟表快38微秒，两分钟后就会破坏GPS的准确性，每天还会增加10公里的误差。
（译者：流浪狗）
