宇宙是個很神奇的地方，宇宙是個很大的地方，大到沒有邊界無窮無盡。我們的科學家為了能夠確定天體之間的距離，規定了一個距離單位 光年 來測量天體之間的距離。光年顧名思義就是光一年行走的距離，前兩天有個影片講的是在10億光年遠的地方是否能夠看到恐龍時代的恐龍？那個影片裡說有這種可能，他舉了個例子說我們地球的太Sunny是八分鐘前的光。那麼我們看到的也就是八分鐘前的太陽，我說這個的原因就是為了說明，科學家觀察到10億年前黑洞的碰撞是一個道理，那個兩個黑洞是離我們有10億光年的地方發生的碰撞，所以我們能夠觀測到。

科學家能夠聆聽10億年前的黑洞碰撞主要得益於黑洞碰撞過程中有“引力波”產生。

什麼是引力波？

引力波被稱作“時空的漣漪”，它是由宇宙中的大質量緻密天體（如黑洞、中子星）的碰撞或合併等劇烈的事件產生。引力波的存在早在1916年便由愛因斯坦預言，愛因斯坦當時就證明了加速下的大質量物體將會扭曲時空，併產生從該源頭髮出的時空漣漪。這種“漣漪”將以光速穿過空間向全宇宙傳播，同時攜帶著關於產生它們的那次災難性事件和引力本質的珍貴資訊。

引力波的成功探測得益於美國“鐳射干涉引力波天文臺（LIGO）”，首例引力波事件GW150914即由LIGO探測到其訊號。這是一個來自一個雙黑洞系統產生的引力波訊號，併合的兩個黑洞其質量分別是29個和36個太陽質量，在其合併過程中有相當於3倍太陽質量的能量被以引力波形式釋放出去。正如LIGO專案執行主管David Reitze在新聞釋出會上所說：“今天，我們開啟了引力波天文學的嶄新時代。”

在4個月以後，LIGO和Virgo（歐洲“處女座”Virgo引力波探測器）聯合宣佈，他們再次探測到引力波訊號GW151226的訊息。GW151226是14億年前兩個遙遠的黑洞相互合併過程所產生的時空擾動。兩個質量分別為大約14倍和8倍太陽質量的黑洞在合併之後形成了一個質量約為21倍太陽質量的黑洞，在其合併過程中有大約1倍太陽質量的能量被以引力波的形式釋放出去。此番再次探測到引力波訊號證明引力波訊號的探測並非罕見事件，有理由預期未來還將有更多探測案例的出現，從而真正開啟一個嶄新的引力波天文學時代。

那怎麼才能才能探測到引力波呢？

LIGO和Virgo探測引力波主要利用了引力波輻射的本性和它最重要的性質，也就是引力波會造成空間的拉伸或壓縮，其頻率和強度取決於相互繞轉天體（目前探測到的引力波事件都是有黑洞、中子星併合產生）各自的質量大小和之間的距離及距離地球的遠近。

以最早探測到引力波訊號的LIGO為例。LIGO包含兩臺裝置，分別位於美國西北的華盛頓州和美國東南的路易斯安那州。每臺裝置都有兩個相互垂直的長度為4km的長臂。將一束鐳射用分光鏡分成兩束分別進入兩個長臂，並在長臂的盡頭被反射回來發生干涉（反射可以在長臂中往返多次相當於增加臂長，即增加鐳射的傳播路徑）。引力波發生作用時，兩束鐳射產生的干涉條紋就會發生改變，我們就能知道發生了引力波事件。

在引力波探測時間的探測中，中國並未缺位。部署在中國南極崑崙站的南極巡天望遠鏡（AST3）和中國發射的第一顆空間天文衛星——硬X射線調製望遠鏡（慧眼）都參與雙中子星併合事件（GW170817）的多波段國際聯合觀測。以下部分附上去年為 GW170817寫的一篇小短文，也算是為正在建設的中國南極崑崙站天文臺做個宣傳。

中國南極崑崙站AST3望遠鏡參加引力波源國際聯測獲得重要成果

臺北時間10月16日晚10點， LIGO-VIRGO科學合作組及全球各主要天文臺同步釋出重大天文學發現：2017年8月17日引力波望遠鏡LIGO和VIRGO看到第五例引力波事件之後，中國南極崑崙站的南極巡天望遠鏡AST3與眾多國際天文望遠鏡聯合觀測，首次發現引力波源的電磁對應體，確定該引力波事件起源於兩顆中子星併合所產生的時空漣漪，人類有史以來終於既“聽”到也“看”到了引力波發射過程。這一發現標誌多信使天文觀測時代正在開始，將作為一個重要里程碑載入天文學發展史冊。

中國南極崑崙站AST3望遠鏡是南極地區最大口徑的天文光學望遠鏡。在引力波源資訊釋出大約一天內，AST3開始對該引力波源所在天區進行持續光學監測。這次監測歷時10天，發現引力波源的電磁對應體，獲得的光變曲線與巨新星理論預測高度吻合。AST3 的監測資料結合國際其它望遠鏡觀測結果，提供了認識雙中子星併合物理過程的關鍵資訊。

GW170817此前發現的四例引力波事件均由雙黑洞併合產生，這次引力波事件（按發現日期編號為GW170817，GW為引力波英文縮寫）則起源於兩個中子星併合，其質量分別為太陽質量的1.15和1.6倍。除引力波之外，還觀測到很強的閃電（電磁輻射）。LIGO/VIRGO探測到引力波事件後，包括中國南極崑崙站AST3在內的國際上眾多地面和空間天文望遠鏡，在Gamma-射線、X-射線、紫外、光學、紅外和無線電等全部電磁波段搜尋引力波源。聯合觀測確認引力波訊號來自距地球約1.3億光年的星系NGC 4993中的兩個中子星併合過程。雙中子星的併合比雙黑洞併合更加漂亮，不但能產生引力波，還會有部分物質以很高的速度拋射出來，產生各種光現象：短促的Gamma-射線暴發及其X-射線、紫外和可見光餘輝。這次雙中子星併合拋射出的物質超過 3000個地球，拋射速度高達每秒十萬公里（0.3倍光速），這些拋射物中很大比例將合成金、鉑、銀等貴重金屬。

AST3望遠鏡安裝和執行在中國南極崑崙站。崑崙站是中國第一個南極內陸科考站，也是人類在南極地區建立的海拔最高的科考站。崑崙站所在的南極冰蓋最高點冰穹A地區，平均海拔4090米、冰厚3500米，年均溫度-58.4℃、最低氣溫約-82℃。具有非常重要的科學價值，是開展冰川學、氣象學、空間科學以及天文學等多學科研究的優越平臺。觀測和理論研究表明，南極冰穹A是地球上最好的天文臺址，在某些方面可與空間相媲美，將為天文觀測提供一個絕佳的視窗，為研究諸如太陽系起源，早期宇宙和宇宙暗物質、暗能量等重大問題提供一個新機遇。

在崑崙站建設之初，國家海洋局就將南極天文納入南極科學考察中長期規劃，確定南極天文學作為崑崙站三大學科重點之一，為中國天文界與國際天文界合作開展南極天文觀測研究開創了極好的機遇和條件。透過國家海洋局和中國科學院通力合作，南極天文觀測加入2007-2009年度中國南極科考和國際極地年中國行動計劃──熊貓計劃。在南北極環境綜合考察與評估專項和歷次南極地考察隊的支援下，先後在崑崙站建立自動天文觀測站和南極巡天望遠鏡AST3等重要的天文臺址科考和天文觀測裝置。目前，國家海洋局和中國科學院正在積極推動中國南極崑崙站天文臺的建設工作。天文臺以2.5米光學／紅外望遠鏡（KDUST）和5米太赫茲望遠鏡（DATA5）為主幹觀測裝置，建成後將成為國際上最具競爭力的天文臺之一。

AST3望遠鏡在8月18日觀測視窗期內引力波光學訊號。