研究人员刚刚宣布了引力波背景的发现。

经过长达15年的研究，科学家们终于“听到”了他们正在寻找的东西：应该充满宇宙的引力波。

这将为探索我们的宇宙开辟一条全新的途径，使我们能够以全新的方式探测从星系形成到超大质量黑洞的一切，并可能填补标准模型中的一些空白。

如果你在过去几天里非常关注物理学和天文学推特，你可能会看到几乎每一位相关的研究人员和科学传播者都对即将到来的改变世界的公告感到震惊。

我们知道引力波已经有一段时间了。引力波于2015年由激光干涉仪引力波天文台（LIGO）首次发现，引力波是由质量在太空中移动的物体在时空中产生的物理波纹，它们是我们了解暗物质和超大质量黑洞等谜团的最佳潜在窗口之一，而这些谜团是我们无法通过更“传统”的太空观测手段看到的。

所有的东西都会产生引力波，甚至是人类，但我们只能探测到非常非常强的引力波。引力源越强，波就越强。有史以来第一次探测到的引力波是由两个超大质量黑洞合并产生的。

尽管我们已经成功地发现了这些东西，但它们仍然非常难以探测——从爱因斯坦最初提出引力波到发现引力波之间几乎整整有100年的时间，这在很大程度上是由于它们的波长。

到目前为止，我们只能在引力波处于最短波长时检测到引力波，就在产生引力波的物体合并之前和合并期间。在合并之前，随着两个大质量物体的轨道越来越近，它们开始绕得越来越快。随着它们绕轨道运行的速度加快，它们发出的引力波的频率也会增加（振动速度更快），波长也会缩短。

但我们也希望能够探测到其余的波长。引力波的一个波长可以延伸光年，而我们只是还没能捕捉到这些。我们还没有发现大多数引力波，而那些来自每个引力波源的又大又长的引力波，它们还没有完全准备好合并，应该到处都是。

直到现在。

NANOgrav物理前沿中心联合主任Maura McLaughlin表示：“这些是迄今为止已知存在的最强大的引力波。”。“探测如此巨大的引力波需要一个同样巨大的探测器和耐心。”

考虑到任何人造探测器都不可能有这么大的质量，科学家们转向了恒星。具体来说，他们转向了脉冲星，一种旋转速度极快的中子星。这种自转基本上使恒星像灯塔一样运行，并产生闪光，使其以令人难以置信的一致间隔到达地球。直到几年前，你还可以用脉冲星比用原子钟更好地计时。（这种情况之所以改变，是因为我们在制造原子钟方面做得更好了。）

研究人员能够利用这种一致性为自己带来优势。NANOGrav团队拍摄了67颗类似节拍器的脉冲星，基本上把它们变成了一台全银河系的望远镜。该团队仔细记录了他们向我们发送灯塔光束的频率。然后的15年，科学家们一直在观察。

研究人员正在寻找这些脉冲的变化。还记得引力波被描述为“时空中的物理波纹”吗？这是字面意思。当引力波穿过一个区域时，它们在物理上拉伸和压缩空间。这意味着，如果引力波在我们和脉冲星之间通过，两个物体之间的实际空间量将发生变化。当引力波在恒星或地球都没有移动的情况下通过时，脉冲星将离我们更近或更远。

关键是：光以有限的速度在太空中传播。距离地球一定距离的脉冲星的闪光总是以相同的间隔撞击地球，因为光从那里到这里总是需要相同的时间。但是，如果脉冲星和地球之间突然有了更多的空间，光从那里到这里需要更长的时间，时钟般的计时就会被打乱。

通过观察他们的脉冲星时钟15年，科学家们有机会让这些令人难以置信的长引力波通过，并在脉冲星的计时上留下自己的印记。他们找到了他们要找的东西。通过脉冲星时间的变化，研究人员终于能够“听到”他们一直在寻找的引力波背景。

“这是引力波背景的第一个证据。我们打开了一个观察宇宙的新窗口。”

事实证明，宇宙是巨大的。这里不仅有背景，而且比任何人预期的都要强大。引力波背景的声音大约是预期的两倍。

造成这种“体积”过大的潜在原因有几个。首先，合并的黑洞可能比我们想象的要多得多。另一方面，弦论认为，时空中可能存在被称为“宇宙弦”的变形，从而产生波。如果你相信“大反弹”而不是“大爆炸”，那么海浪也可能来自于此。脉冲星总是有可能并不像我们想象的那么完美。

现在这些数据已经公布在世界上，有计划对所有这些进行调查，甚至更多。

引力波背景的探测将为科学家们探索宇宙中最大的谜团开辟一条全新的研究途径，从中子星到星系的形成。即使我们像研究人员认为的那样幸运，也可能允许我们探索全新的物理，并填补标准模型中的一些空白。

我们通过使用称为光子的光包来探索我们的整个宇宙。每次我们使用一种新波长的光（红外、无线电等），我们都开辟了一条完整的探索之路。但当我们第一次意识到不同的波长携带不同的信息时，它不仅开辟了一条新的途径，而且开辟了一个全新的世界。