为什么可以通过引力波知道宇宙的起源？
时空波动产生“涟漪”
什么是引力波？LIGO科学组织成员、清华大学博士后胡一鸣说，广义相对论可以用一句话来概括:“时间和空间告诉物质如何运动，物质引导时间和空间如何弯曲。”当物质的分布发生变化时，时间和空间也会发生相应的变化，这种变化会以光速向四周扩散，就好像在平静的湖面上丢下一块石头，湖面上就会出现波浪。宇宙中发生黑洞合并等“大规模事件”时，时空波动会像涟漪一样扩散，这就是引力波。
引力波在太空中传播，永远不会衰减。正是因为在传播中几乎没有衰减，人们才有了未来利用引力波进行通信的幻想。
光学专家、上海理工大学院士庄表示，引力波通信等潜在应用还很遥远，但现在，引力波探测的科学价值显而易见。6543.8+00多亿年前的黑洞、超新星爆发、大爆炸等大质量天体的合并，都有望通过探测到的引力波揭示宇宙起源和演化的奥秘。引力波天文学将是继电磁波天文学、宇宙线天文学、中微子天文学之后，人类认识宇宙的新窗口。
1秒释放“3个太阳”。
由于引力波非常微弱，探测引力波在很长一段时间内都被认为是“不可能完成的任务”。20世纪70年代，加州理工学院的Lena Weiss等人提出了激光干涉法。这种方法利用迈克尔逊干涉仪原理，使激光在镜子中来回反射，形成干涉条纹。引力波到达地球后，会引起干涉条纹的位移。虽然位移距离极小，但如果探测灵敏度达到10的负21以下的数量级，就有望发现引力波。
1991年，在美国国家科学基金会的支持下，加州理工学院和麻省理工学院开始共建LIGO。引力波探测器的主要部分是两个相互垂直的干涉臂，长度都是4公里。在两臂相交处，激光光源发出的光束被分成两部分，分别进入相互垂直并保持超真空状态的空心圆柱体，然后被终端的镜面反射回原来的起点，在这里发生干涉。如果引力波穿过，会引起时空变形，一个臂的长度会稍长，另一个臂的长度会稍短，引起光程差的变化，激光干涉条纹也会相应变化。
从2010升级到2015后，探测器的灵敏度提高了10倍，达到了10的负23次方，被称为“高级LIGO”。这次探测到的引力波的信号是在去年9月14捕捉到的。它来自1.3亿光年之外，由两个黑洞合并而成。在合并的瞬间，三个太阳质量的能量在不到1秒的时间内以引力波的形式释放出来。经过13亿年的旅行，这个“宇宙波纹”圈被LIGO的两个探测器捕捉到。
我应该先开始地面探测。
在引力波探测领域，虽然美国的LIGO计划走在了前面，但欧洲、日本、印度等许多国家和地区也在开展激光干涉仪引力波探测项目。
在中国，科学界在引力波探测领域分歧很大。一派认为在地面上探测引力波噪音太大，应该率先在太空中探测，这样中国才能在该领域占据国际领先地位。另一派认为，鉴于目前的技术水平，很难在太空建立非常稳定的干扰臂，中国应该先启动地面探测工程。
去年，中山大学启动了“秦天计划”，提出分四个阶段完成空间引力波探测所需的全部关键技术，最终发射了三颗地球高轨道卫星进行引力波探测。庄认为，中国科技界当务之急是启动国际主流的地面探测工程，尽快开展引力波天文研究。
引力波引起的一系列问号
引力波是声音吗？能否实现在科幻作品中的应用？“带走”三个太阳质量的引力波来了。你害怕吗？那么为什么要费心去探测一百年前爱因斯坦预言的引力波呢？
引力波:声音还是乐器？
“我们愿意称之为声音，但引力波不是声音，”LIGO天文台的数据分析专家、加州理工学院物理学教授艾伦·温斯坦解释道。声音在空气中以音速传播，而引力波以光速传播，可以在真空中传播。两者都是一种振动，但引力波是一种全新的振动方式。LIGO天文台把探测器连接到扩音器上，以便“听到”引力波的声音。
LIGO科学合作组织研究成员、加州理工学院物理学教授陈雁北指出，引力波也是一种机械振动，就像在宇宙中用非常大的能量去敲响一面皮很紧的鼓。
引力波来袭时会发生什么？
陈雁北表示，引力波携带大量能量，但对物质的实际作用非常微弱，这也是它难以被探测到的原因。如果我们计算引力波在地面附近单位时间和面积的能量流，就会发现它不能移动电荷，所以它的作用很弱。如果有人站在引力波的源头附近，引力波向他袭来，理论上，人会变矮变胖，然后会变长，再变矮变胖...如此反复，但实际上，在地面上很难探测到引力波。
引力波能让科幻成真？
引力波能否实现星际航行、时间旅行或星际通信？
陈雁北说，引力波很弱，所以很难发射出能被接收和探测到的引力波。理论上可以向合并的双黑洞发射叠加引力波，有望产生引力波放大效应，但实际上不太可能实现。此外，由于引力波造成的时空曲率很小，借助引力波“穿越时空，回到过去”并不现实。
温斯坦说，引力波离应用阶段还很远。现在谈“用引力波进行时空旅行”之类的科幻想法还为时过早，利用引力波进行宇宙通信也只是一种微弱的可能性。
“秦天计划”如何发挥杠杆作用？
这项研究与中国的引力波探测项目“秦天计划”有何异同？陈雁北说，他希望“秦天计划”实现三个愿景。首先，可以用不同的“窗口”来测量引力波。如果中国的空间引力波项目观测到了大质量或超大质量黑洞的合并，将对理解宇宙的演化起到非常重要的作用。
其次，“秦天计划”可以与LIGO天文台开展联合观测。例如，信号首先进入秦天的观测范围，然后到达LIGO天文台并再次被观测，这将使科学家掌握更多关于同一波源的信息。此外，中国计划利用“秦天计划”作为发展空间技术和促进不同领域科学家合作的平台，这无疑具有重要意义。