所有双星系统，无论是不是致密星体，都会发射引力波。由于引力波造成的能量损失，除了太阳系效应引起的其他变化，地球在自转的同时也在慢慢地向太阳靠近。同样，月球在向地球靠近，太阳则不断接近银河系的中心位置。但是，所有这些旋近都非常缓慢，它们发射的引力波极其微弱，几乎无法探测到。整个过程所需的时间非常长，远超宇宙存在的时间。太阳将第一个死亡，银河系首先会与仙女星系碰撞。世界末日到来时，人类仍然在地球上用引力波探测器探测天文异象的可能性不大。霍金也许可以拿这个与别人打赌，权当娱乐。但是，LIGO探测器有可能发现致密双星系统旋近的最终状态。
想象一下，黑洞碰撞的最后时刻会出现哪些场景。首先是两个黑洞（假设它们的直径分别是60千米）在太空中相互围绕对方运行。它们的速度非常快，每秒运行几百圈。随后，它们相互碰撞合并为一体。在这个过程中，它们的运动使空间发生振荡。由于强度比较大，当引力波从地球上方经过时，我们可以探测到这场大灾难。只有到了最后时刻，引力波足够强，才会被探测器捕捉到。致密双星系统的寿命通常有数十亿年。如果把观察目标限制在银河系范围内，在这些致密双星系统生命终结前的15分钟里探测到它们的可能性将会非常小，这一点令人十分气馁。
黑洞模拟图
银河系里中子星相互碰撞的发生频率大约是每一万年一次，但是预测工作仍然充满不确定性。中子星与黑洞碰撞的发生频率可能是几十万年一次，黑洞相互碰撞的发生频率可能是200万年一次。因此，花50年的时间建造LIGO探测器，却只用来记录银河系内发生的致密星体碰撞现象，是一个非常愚蠢的想法。
LIGO探测器必须记录数百万个星系引发的空间振荡，才能使记录黑洞碰撞的成功概率达到科学合理的程度（比如，在试运行一年内取得成功）。其他星系距离我们非常遥远，因此LIGO探测器必须探测遥远的空间，把更多的可能目标纳入探测范围。但是，探测距离越远，信号就越微弱。因此，尽管第一代LIGO探测器完成了6次科研运行（探测器全面运转并记录数据的次数），但它们只能观测到大约4500万光年距离范围内的成对中子星，最远可达附近的室女座星系团。成对黑洞的可探测范围略大于成对中子星的可探测范围。这个距离似乎已经非常远了，但还不能满足引力波探测的需要。因此，第一代探测器一无所获。
几十年前，基普在普林斯顿大学做了那场演讲之后，奥斯特里克问了一个萦绕在他心头多时的问题：“你是从哪里得到这些数字的？”只在信号源数量非常多的情况下，第一代探测器才有可能捕捉到某些声音，否则，它们有所发现的可能性非常小。根据理论，信号源大量存在的可能性难以估计。基普说，信号源数量的那些最高估计值至少符合物理定律，那些最低估计值则是他们一直追求的目标。出身天文学世家的奥斯特里克坚持认为这些数字令人迷惑，与天文学的现实情况格格不入。
大约在30年前，基普与人打赌，称LIGO探测器在2000年1月1日就会探测到引力波。他坚信这是不可能的。奥斯特里克是这场赌局的另一方，他坚信这是不可能的。奥斯特里克为这个赌局设置了几个科学合理的条件，包括：至少有两个团队承认引力波已经被成功地探测到，而且这两个团队必须承认彼此对探测结果的分析是正确的。事实证明，奥斯特里克纯属多此一举。2000年1月1日悄然而至，又悄然而逝，刚刚组装完成的第一代LIGO探测器没有采集到任何相关数据。奥斯特里克宣称：“我贴在他墙上的赌局协议突然消失了。”
基恩·索普 著名理论物理学家、《星际穿越》作者
基普回应道：“坦率地说，我认为那份协议一直在墙上。为了签字确认，我把它从墙上拿了下来，但几天之后我又把它贴回去了。”
奥斯特里克说他并没有马上要求基普兑现赌注，而且不断地在他的朋友圈里对他表示关心：“基普没事吧？”他的目的是通过这种不急不躁又锲而不舍的方式，让基普的朋友们提醒他该掏腰包了。
基普反驳说：“奥斯特里克肯定记错了。2000年1月1日，我输掉了这场赌局。后来，我收到了奥斯特里克手写的、落款日期为2000年4月18日的便条：‘收到你寄给我的一张令人愉悦的便条，还有一瓶品质上佳的红酒，万分感谢！我和吉姆·冈恩、博赫丹·帕钦斯基、斯科特·特里梅因以及马丁·李斯一起分享了那瓶酒。我们还为你的健康，为引力波探测，尤其是LIGO项目取得成功干杯。祝一切安好！你真诚的朋友，耶利米。’”
同耶利米·奥斯特里克一样对LIGO项目感到非常恼火的天文物理学家大有人在。奥斯特里克特别提出，LIGO项目有不合理的地方。《天文学与天体物理学十年调查报告》的宗旨是就未来10年美国应重点资助哪些天文学和天体物理学研究项目提出建议，是科学自治的一个重要表现。奥斯特里克参与了过去三期的编写工作。尽管至今仍然不清楚约翰·巴考尔是否曾经拒绝将LIGO项目收入其中，但是LIGO项目最终没有入选的确是事实。过去几十年里，所有重大项目都通过了该调查报告的审查，但LIGO项目是一个例外，这令奥斯特里克感到十分恼火。他和其他人不满LIGO项目组用资金修建那些管道，而不是用来培养研究生。
对于这个问题，基普提出了不同看法：“关键问题是，为LIGO项目提供资金支持的是国家科学基金会的物理学部，而不是天文学部。所以，有发言权的只能是物理学部，而不是天文学部。
“LIGO项目通过了物理学部十年调查委员会的审查……在找到新的资金渠道之前，为LIGO项目提供资金的一直是国家科学基金会物理学部。LIGO项目获得批准的一个重要原因是，从20世纪80年代中期开始我们组织了大量的评估活动，而且委员会的成员都是一些不讲情面的物理学家，例如理查德·加尔文。如果没有这些评估活动，国家科学基金会绝不可能批准LIGO项目的资金申请。”
一位不愿意透露姓名的批评者指出，基普出身摩门教家庭，天生就善于游说。他还认为，长大后的基普抛弃了枯燥乏味的说教和性别歧视，也不再是一名虔诚的摩门教徒，基普一直想为自己改变宗教信仰找到一个正义的理由，LIGO项目恰好是一个合适的理由。耗费巨额资金、前途未卜的LIGO项目为什么可以申请到资金呢？因为基普富有魅力，是一名高明的说客。此外，他在科研方面考虑问题缜密周到，对技术发展现状的分析与评估清楚明了，为人诚实正直、受人尊重。因此，基普说的话往往令人信服。尽管从技术上讲，第一代LIGO探测器取得了成功，但是它们没有捕捉到任何关于引力波的信息。要想记录距离我们数十亿光年的宇宙传来的微弱声音，必须解决一系列技术难题。根据设计，高新LIGO探测器的探测距离可达10亿光年，包含了成千上万个星系。天文学家认真地估算了恒星的数量、大小和寿命，试图预测出现在探测范围内的致密双星系统的数量，从而估计到底有多少个可能的信号源。尽管目前的信号源估计数量引起了争议，悲观意见与乐观看法并存，但是信号源确实存在。无法保证的是，致密双星系统发生碰撞的地点是否在可探测范围内，以及碰撞发生时人类是否还存在。
引力波模拟图
只有造物主慷慨地提供足够多的信号源，在（一两年，而不是二三十年内）完成合理次数的科研运行，探测器才会捕捉到宇宙的声音。如果探测器在几年时间里一无所获，人们可能就不愿意继续使用它们了。同时，LIGO项目组也需要进一步证明人们的投入物超所值，也就是说，他们必须有“从事天文学研究”的能力。面对批评者的质疑，很多人焦虑不安，还有很多人不辞劳苦地做着各种计算，希望可以拓展LIGO探测器在天体物理学领域的应用。LIGO项目组还要面对众多批评者的评头论足，并向天体物理学界证明自己的存在价值。对于项目的合作者来说，棘手的问题是：LIGO项目会产生良好的收益吗？巨大的投入能否换回足够多的科研成果？
目前，LIGO探测器是唯一一种拥有引力波探测能力的机器，因此无法满足耶利米·奥斯特里克的赌约条件-至少有两个团队承认引力波已经被成功探测到，而且这两个团队必须承认对方对探测结果的分析是正确的。然而，奥斯特里克说，如果人们可以利用望远镜完成同步探测，他也能接受。当超新星或中子星这些致密星体碰撞时，不仅会发出巨大的声响，还会发出明亮的光。现在，高新LIGO探测器已经基本建成，奥斯特里克当然感兴趣。
而且，他没有任何偏见。同众多科学家一样，对于科研成果，他不会冷嘲热讽，而是欢欣鼓舞。但是，他还是与LIGO团队的一名科学家（不是基普）打了一个赌。奥斯特里克认为，他们探测到引力波，并且探测结果能被望远镜证实，这在2019年1月1日之前是不可能实现的。
在远长于人类既有历史的遥远未来（就像古戈尔普勒克斯a远远大于138亿一样，宇宙138亿年的历史与未来岁月相比，也是微不足道的），宇宙中的所有恒星都将死亡，那些符合条件的恒星会坍缩成黑洞。宇宙万物都会被吸进黑洞，然后一些黑洞会被质量更大的黑洞吸收，再然后宇宙中的所有黑洞都会蒸发，产生霍金辐射。整个过程将会耗费非常长的时间。（“永恒是很长的时间，特别是对尽头而言。”）目前，我们生活在地球上，天空非常明亮，似乎听不见宇宙的任何喧嚣声。所以，这次的赌局是：太空并不是那么安静。
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本文选章出自《引力波》
珍娜·莱文（Janna Levin） 著；胡小锐，万慧 译
2017-07 / 中信出版社
BLACK HOLE BLUES
and Other Songs from Outer Space
