在物理学界，一种似曾相识的感觉正在蔓延——令人屏息的头条新闻最近都在宣扬可能发现了引力波，即时空结构中的涟漪。不到一年前，同样的事情也发生过，尽管那次宇宙外星系偏振背景成像 2 (BICEP2) 实验背后的团队声称取得了一项最终被证明是错误的发现。时间会证明，关于新的潜在探测的传闻（在激光干涉引力波天文台 (LIGO) 官方宣布之前，传闻已经甚嚣尘上）是否会成为现实。但如果是真的，我们谈论的是一种不同类型的引力波，它对我们理解宇宙具有非常不同的意义。
LIGO 搜索的是由宇宙中最剧烈的事件产生的强大引力波，例如黑洞或称为中子星的致密天体之间的碰撞。“他们正在寻找你所能想象到的最灾难性的事件，发生在我们的星系或附近的星系中，”亚利桑那州立大学坦佩分校的物理学家劳伦斯·克劳斯说，他没有参与这项实验，并且在推特上表达了他对传闻的兴奋。“在如此小的区域内质量如此之大，以至于引力场足够强大，以至于碰撞的大部分能量将以引力波的形式释放出来。”
引力波是阿尔伯特·爱因斯坦广义相对论的预测，该理论解释说引力是由时空弯曲产生的。每当质量在空间中移动时，它都会扭曲周围宇宙的几何结构，导致附近的其他移动质量沿着弯曲的路径移动。“每次我移动手臂，我的身体都在改变我周围空间的曲率，这会在时空中产生涟漪，”克劳斯说。“只是这些引力波太小了”，以至于无法察觉。LIGO 使用位于路易斯安那州和华盛顿州的探测器来搜索光线沿着垂直路径传播所需时间的微小差异。这些路径的长度相同，但如果引力波经过，它会拉伸一个方向的时空，导致只有两条路径中的一条膨胀，从而导致光线传播时间的微小差异。“他们必须测量小于质子百分之一的路径差，”克劳斯说。“他们能做到这一点真是太神奇了。”
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LIGO 正在寻找的引力波被认为时不时地出现在我们周围的现代宇宙中。另一方面，BICEP2 的目标是诞生于极早期宇宙的原始引力波。BICEP2 位于南极，研究宇宙微波背景 (CMB) 光，该光在大爆炸后约 38 万年释放，并且不是寻找波本身，而是寻找它们可能在光中留下的印记。该望远镜正在 CMB 中寻找引力波的印记，如果宇宙在诞生后立即迅速膨胀，就像一种称为暴胀的理论所预测的那样，引力波可能会产生这些印记。根据暴胀理论，时空中微小的随机量子涨落会随着宇宙一起膨胀，产生引力波，这些引力波会在 CMB 中留下偏振，即光波的特殊方向。2015 年 4 月，该团队大张旗鼓地宣布，他们发现了这种偏振。但后来的研究表明，他们所看到的很可能是来自我们星系附近尘埃的污染。
BICEP2 和其他类似的实验仍在寻找原始引力波的证据，但对 LIGO 正在寻找的现代波不敏感，而现代波反过来也不会影响 CMB。而 LIGO 就其本身而言，可能看不到那些古老的引力波，因为它们在 LIGO 目标波长波段中的信号“远小于当前的探测器噪声”，即轻微的背景干扰，“因此这不太可能是被探测到的来源，”路易斯安那州立大学天体物理学家加布里埃拉·冈萨雷斯说，她是 LIGO 科学合作组织的发言人。（并且这两种类型的引力波都与“重力波”不同，“重力波”是流体动力学中的一个术语，指的是暴露于不同密度材料的液体中的涟漪，例如水与空气交汇处的海洋波浪。）
发现原始或现代引力波都将是一项重大突破，但原因不同。“BICEP2 试图探测的引力波将是来自极早期宇宙的信号，”约翰·霍普金斯大学的天体物理学家马克·卡米昂科夫斯基说，他在 1997 年预测了如何找到原始引力波印记。这一发现将为暴胀理论提供证据，并可能揭示宇宙历史最初时刻如何展开的细节。LIGO 的引力波（如果它们是真的）将探测引力在极端天体（如中子星和黑洞）中的工作方式，在这些天体中，当前的物理理论失效。BICEP2 寻找引力波在 CMB 光中留下的印记，而 LIGO 的目标是直接探测波本身，这将是首次。“自从爱因斯坦提出他的广义相对论已经 100 年零两个月了，”卡米昂科夫斯基说。“如果在搜索 100 年后得到证实，那将绝对是了不起的。对我来说，这是一件大事。”