我們從哪里來,、時空如何開始,、宇宙為什么如此存在--這三個關(guān)于世界本原的終極問題，從昨天開始不再只是一個哲學命題,，而是擁有了堅實的科學基礎(chǔ),。以哈佛大學為首的科學小組通過一次史無前例、充滿奇思妙想的實驗,，揭開了長期困擾科學界的謎題,。
　　從這個角度出發(fā)，科學界將它看成是史上最偉大物理學發(fā)現(xiàn)之一,。原中國引力與相對論天體物理學會理事長,、上海師范大學天體物理研究中心主任李新洲說，這個發(fā)現(xiàn)是劃時代的,，重要性毫不亞于量子力學和廣義相對論,。
　　
解碼宇宙本原
　　關(guān)于宇宙的誕生和演化，存在各種解釋,。上世紀80年代發(fā)展起來的爆炸理論,，是目前科學界最主流的看法。但是,，任何理論如果得不到實驗的驗證,，始終只能是一個假說。
　　根據(jù)暴漲理論,，宇宙誕生之初,，是一個無比致密的點。但在一個極短的時間--也就是一億億億億分之一秒后,，宇宙開始劇烈膨脹（如同一場大爆炸）,，再經(jīng)過百億年，逐漸擴張成目前浩瀚的時空,。那場大爆炸,，其釋放的能量之大，直到現(xiàn)在仍在空間中留有“余溫”,，或者說“余暉”,，這就是宇宙微波背景輻射。
　　不過,，由于這種輻射始于大爆炸后的38萬年,，要了解更早的宇宙，物理學家必須尋找一個新的切入點,。很久以來,，科學界對此遍尋不著,，直到這次，哈佛史密松天體物理中心想到了一個絕妙的工具--引力波,。根據(jù)廣義相對論，宇宙大爆炸會立即形成第一波巨大的引力震蕩,。美國科學家發(fā)現(xiàn)的,，就是宇宙誕生后第一時間留下的印記。
　　英國《自然》雜志的一篇文章,，賦予了引力波可見形象：想象在一個柔軟的沙灘上,，潮水涌上沙灘時，卷起的波浪會帶著沙子一同起舞,；潮水退下之后,，沙子上會留下波浪的痕跡。
　　史密松中心的實驗,，就是把宇宙微波背景輻射當做了這片沙灘,。他們通過3年多的實驗和分析發(fā)現(xiàn)，目前的宇宙微波背景輻射,，表現(xiàn)出名為“B模式”的偏振形態(tài),，就如同一把鐵粉投入磁場后，呈現(xiàn)出渦旋狀或卷曲狀的樣子,。根據(jù)宇宙學理論,，除了引力波，其他擾動都無法形成這種漩渦,。因此,，科學家們觀測到的“B模式”，就是大爆炸后原初引力波的獨特印記,。
　　這個證據(jù),，將宇宙大爆炸從假說確立為事實。由此,，它關(guān)于星系形成的所有預言,，都順理成章地獲得了堅實的基礎(chǔ)--大爆炸后的宇宙，就像一團迷霧,；隨著微弱的波動漣漪被宇宙膨脹不斷放大,，迷霧狀的宇宙開始凝聚，而且越聚來越多,，最終形成了星系和萬物,。
　　
捍衛(wèi)愛因斯坦聲譽
　　證明宇宙大爆炸理論，絕非這次發(fā)現(xiàn)的唯一意義,。實際上,，這也是人類首次得到引力波存在的證據(jù),，它極大地掃除了縈繞在廣義相對論頭頂?shù)年幵啤?br>　　在廣義相對論看來，引力的本質(zhì),，是有質(zhì)量的物體會造成時空彎曲,，而且，這種彎曲的特質(zhì)會像漣漪一樣向外傳播--也就是引力波,。過去幾十年來,，世界各國的科學家一直嘗試制造一種儀器，去探測引力波的漣漪,。不過,，引力是物理學所有作用力中最微弱的一個，直到這次實驗之前,，任何人造儀器都未曾捕獲過它,。甚至有人認為，也許引力波永遠無法被試驗證實,。
　　盡管在科學預言上,，愛因斯坦擁有極佳的聲譽--廣義相對論的其他一些重要預言，例如光線彎曲,、引力紅移等,，都陸續(xù)得到了實驗的證實，但引力波實驗的缺位,，使得某些物理學家懷疑,，愛因斯坦是不是也有可能出錯？
　　李新洲告訴記者,，引力波觀測一直是實驗物理學的熱門,。哈佛牽頭的實驗，不僅構(gòu)思獨特,，設(shè)計也異常巧妙,。研究團隊獨辟蹊徑地將南極作為觀測點，那里沒有手機,、電視等無線電干擾,，是地球上最干燥的地方，而水蒸氣會影響射電望遠鏡對微波背景輻射的觀測精度,。
　　
衍生出更多未知
　　哈佛實驗讓全世界的物理學界為之震驚和興奮,。雖然相關(guān)論文尚未經(jīng)過嚴格的同行評議，但這絲毫無損這一發(fā)現(xiàn)的價值,。李新洲說,，毫無疑問，這個發(fā)現(xiàn)是高度嚴謹和確實的,。實際上,，英國《自然》雜志網(wǎng)站甚至打破常規(guī),，在第一時間專門為其制作了特輯。
　　要充分揭示這個實驗的價值,，也許還需要更多時間,。而一些科學家已經(jīng)開始思考物理學下一步會如何發(fā)展。
　　李新洲說,，這個實驗同時也啟發(fā)人們,，在微觀與宏觀之間，的確存在著橋梁和聯(lián)系,。因為最初的宇宙內(nèi)部呈現(xiàn)量子狀態(tài)，其運動符合左右微觀世界的量子力學,；然而,，引力卻是宏觀世界的規(guī)律。愛因斯坦一直試圖將量子力學與廣義相對論統(tǒng)一起來,，但直到今天,，這個任務(wù)仍沒有完成。這次觀測到大爆炸的引力波,，是否有助于一個統(tǒng)一的物理理論的形成呢,？
　　此外，廣義相對論雖然能從這個發(fā)現(xiàn)中受益,，但仍不能完美解釋宇宙目前的加速膨脹狀態(tài),。過去，一些科學家嘗試修正廣義相對論,，提出了一些理論模型,。而現(xiàn)在，面對一個更強健的廣義相對論,，科學界必須思考該怎么辦,？
　　科學的發(fā)展，永遠是從未知到已知,，然后再由已知衍生出更多的未知,。無論如何，至少今天,，科學家們可以驕傲地高喊：“我們獲知了宇宙最初的那一刻,！”
　　本報記者 張懿 史博臻