“解密”引力波發現的“暗戰”“風聲”

上個世紀60年代，科學家第一次檢測到了天體脈衝星的訊號，他們曾懷疑這是外星人發出的短促而有節律的訊號，遂將訊號源命名為“小綠人”，人們現在知道，快速旋轉的中子星中發出了規則性的閃現。在天體物理學的研究中，科學家將精確性閃現的脈衝訊號看成是對天體執行進行檢測的時鐘。在英國曼徹斯特附近的焦德雷爾·班克天文臺，天文學家對中子星的“宇宙時鐘”功能產生了濃厚的興趣，他們期待在脈衝訊號的檢測中發現引力波的蛛絲馬跡。

引力波通常被科學家比喻為宇宙時空海洋的漣漪，在兩個相互旋轉的大質量天體之間，人們有可能檢測到引力波的訊號。曼徹斯特大學焦德雷爾·班克天文臺的科學家本·斯塔克斯將水池裡的漣漪比作是看不見的時空引力波，“引力波漣漪”好似池塘水面在受到石子的擊打時產生的波紋。斯塔克斯參加了歐洲科學團隊的一個研究專案，歐洲脈衝星陣列（EPTA）確立了專案研究的目標，對脈衝星訊號抵達地面的時間微弱變化進行檢測，在脈衝星訊號源和地球接收器之間尋找引力波傳播的訊號。收集脈衝星訊號的射電望遠鏡系列分別位於英國、德國、法國和義大利。

歐洲EPTA專案不是唯一搜索引力波的專案，國際觀測合作的專案包括美國的銀河系外宇宙背景成像偏振訊號望遠鏡（BICEP2），早在2014年的3月，BICEP2科學團隊聲稱，他們找到了原初引力波的證據，美國科學家聲稱，他們在宇宙微波背景輻射（CMB）中觀測到了偏振訊號，這些偏振訊號受到了引力波激發的直接影響。歐洲普朗克衛星之前的觀測資料顯示，偏振訊號可能從銀河系內的灰塵和浮雲發出，偏振訊號不足，難以證實原初引力波的存在。

歐洲普朗克衛星的科學家和美國南極引力波天文臺的科學家出現了爭執，雙方的爭執起到了“催化劑”作用。國際射電天文學領域的科學家加快了引力波搜尋的步伐，在普朗克衛星和南極天文臺的資料中找到了兩者差異的原因，BICEP2專案團隊使用了架設在地面的南極天文臺，而普朗克太空望遠鏡在太空翱翔，兩隻科學團隊渴望儘早發現CMB訊號的細節變化。

EPTA是一個跨國性的歐洲合作專案，脈衝星天文學是專案團隊主要的研究物件，透過整合歐洲成員國和天文觀測機構的資源，脈衝星檢測的精確性得到提高。EPTA專案團隊關注的焦點是應用脈衝星的精確時鐘特性，直接探測引力波存在的可能。難以在短期內實現擬定的研究目標，科學家進行了長期的定時觀測和資料分析。脈衝星的訊號源“居無定所”，分散在宇宙的各個方向、位置，比如：星系的合併過程通常伴隨了兩個原初黑洞的合併，兩個黑洞的合併過程產生了隨機性的引力波訊號，它們滲透到了宇宙太空。

一旦引力波訊號對準了地球，科學家將會接收到引力波訊號。脈衝星的計時功能被用來檢測引力波的存在，關鍵是確保脈衝星訊號計時的高精度。目前還不能確定，EPTA和BICEP2科研專案，哪一個可能更接近引力波發現的目標、更好地解釋引力波物理學，科學家和社會公眾都在等待最終的檢測結果。科學發現注入了科學競爭的元素，經濟競爭推動了社會的發展，科學競爭推動了科學發現的程序。科學發現的競爭可以是自發形成的，可以是有組織的行為，無論是個人的還是組織的行為，推進經濟和科學進步的競爭值得讚美和鼓勵。

科學進步得益於科學發現，每個科學家和每個科學團隊都有可能取得科學發現的成果。引力波的證實或證偽都有極高的科學價值，有些科學家和科學愛好者相信引力波的存在，有些科學家和科學愛好者則否認引力波的存在。愛因斯坦最早預言了引力波的產生，但有關引力波真實與否的爭論從未停止，檢測技術的提升加速了引力波發現的程序。持反對意見的人士認為，引力波的搜尋耗費了大量資源，持贊成意見的人士認為，引力波搜尋專案屬於重大基礎性的研究課題，值得投入大量的科研經費。

（2014-10-20）

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