爱因斯坦又赢了

2025年1月14日，美国的引力波探测器收到一个信号，编号GW250114。

两个黑洞在宇宙深处撞在一起，产生的时空涟漪传到地球。

这是有史以来最清晰的引力波信号，清晰到物理学家能从中读出很多细节。

然后他们拿这些细节去测试爱因斯坦的广义相对论。

结果：爱因斯坦又赢了。

引力波是什么

时空会被质量扭曲。

两个黑洞碰撞，就像往水里扔两块大石头，会在时空中掀起涟漪向外传播。

但这个涟漪太微弱了。即使是两个巨大黑洞的碰撞，传到地球时对时空的扭曲也比原子核还小得多。

探测它需要极其变态的精密仪器。

LIGO就是这样的仪器，两条4公里长的激光臂，能探测到比质子直径还小一万倍的时空变化。相当于测量地球到太阳的距离变化了一个原子的宽度。

2015年9月14日，LIGO第一次探测到引力波。那个信号编号GW150914，证实了爱因斯坦一百年前的预言。

现在10年过去了，探测器升级了，灵敏度大幅提高。GW250114比当年那个信号清晰太多，虽然两次事件本身几乎一模一样。

用网络用语说，这是"1080P重制版"。

黑洞的BGM

两个黑洞合并时会"响"。

就像敲钟，会发出特定的音调。这些音调由两个参数决定：振荡频率和阻尼时间。

如果你在数据里测到一个音调，可以算出合并后黑洞的质量和自旋。

但如果你测到两个或更多音调，每个音调都会给你一个质量和自旋的测量值。

根据广义相对论，这些测量值应该一致。

如果一致，说明爱因斯坦是对的。

如果不一致，说明广义相对论有问题，物理学要地震了。

GW250114足够清晰，物理学家测出了两个音调，还约束了第三个。

三个音调算出来的质量和自旋，完全一致。

爱因斯坦再次通过考试，满分。

物理学家其实希望爱因斯坦错

这听起来有点反直觉。

爱因斯坦的理论这么成功，物理学家应该很高兴才对啊。

但实际上，很多物理学家更希望找到广义相对论的漏洞。

为什么？

因为广义相对论肯定不是最终答案。

第一，它解释不了暗物质和暗能量。宇宙中95%的东西我们看不见，广义相对论对此一脸懵逼。

第二，它跟量子力学打架。量子力学管微观世界，广义相对论管宏观引力，但两者的数学框架就是合不到一起，一合就爆炸。

第三，它在奇点处崩溃。黑洞中心、大爆炸起点，广义相对论算出来的物理量是无穷大，这在物理上毫无意义。

所以物理学家知道，一定存在一个更深层的理论，广义相对论只是它的低能近似。

但这个理论是什么？

不知道。

想知道，就得找到广义相对论失效的地方。

就像当年牛顿力学在高速下失效，才催生了狭义相对论。

现在物理学家在等广义相对论翻车。

等了一百年了。

量子引力在哪

最有可能翻车的地方是极端条件。

黑洞碰撞、中子星合并、宇宙早期的量子涨落，这些地方时空扭曲最剧烈，引力最强。

如果广义相对论有bug，应该在这些地方出现。

而且物理学家有个猜想：量子效应可能会在引力波信号里留下痕迹。

就像指纹一样，如果仔细看，也许能在引力波数据里看到量子引力的蛛丝马迹。

但到现在，每次测量，爱因斯坦都是对的。

GW250114又一次证明：在黑洞碰撞这种极端条件下，广义相对论依然精确。

这让物理学家既高兴又失望。

高兴是因为理论经受住了考验，失望是因为没找到新物理的线索。

用网络梗说，这是"爱因斯坦永不为奴，除非包吃包住"。广义相对论太稳了，想让它翻车太难了。

LIGO还在监听

LIGO从1990年代开始建，2015年第一次探测到引力波，2017年拿了诺贝尔奖。

从那以后探测器不断升级，现在每年能探测到几十个引力波事件。

每一个都在测试广义相对论，每一个都在找偏差。

到目前为止，广义相对论的战绩：全胜。

但物理学家不会放弃。

因为宇宙中每时每刻都有黑洞在碰撞，引力波在传播。探测器越来越灵敏，信号越来越清晰。

总有一天，会有一个信号的音调对不上。

那一天，物理学将迎来新的革命。

就像一百多年前，迈克尔逊-莫雷实验发现光速不变，推翻了以太理论，催生了相对论。

现在物理学家在等待下一个"迈克尔逊-莫雷时刻"。

等到那一天，教科书要重写，诺贝尔奖要发，爱因斯坦的画像要从神坛上请下来（虽然他肯定还会留在物理学殿堂里，毕竟牛顿也没被扔掉）。

但现在，2025年，GW250114告诉我们：还没到那一天。

爱因斯坦依然是神。

广义相对论依然坚如磐石。

物理学家继续等待。

用网络梗说，这是"爷青回"还是"爷青结"？

目前看，是"爷青回"。

一百年前的理论，2025年还在赢。

爱因斯坦yyds。

参考资料：Physical Review Letters, 2025 LIGO科学合作组织 Virgo合作组织 KAGRA合作组织 康奈尔大学天体物理中心