引力波的效應(yīng)是如此之小,，所以一方面需要增加探測(cè)的長(zhǎng)度,，來(lái)增強(qiáng)變化的效應(yīng),，另外一方面通過(guò)巧妙的方法來(lái)探測(cè)到微小的變化。這也是此次新聞發(fā)布會(huì)中提到的激光干涉引力波天文臺(tái)(LIGO)在建造之初所考慮的,。它有兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn),，分別建在美國(guó)華盛頓州的列文斯頓和路易斯安那州的漢福德。每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)都有兩個(gè)互相垂直,，每條長(zhǎng)達(dá)4公里的臂,。長(zhǎng)臂中間是高度真空的管子，而在長(zhǎng)臂兩端,，懸掛著大約直徑34厘米,、重達(dá)40kg的反射鏡。LIGO的探測(cè)器利用激光干涉技術(shù),，不間斷地測(cè)量每對(duì)反射鏡之間的距離,。每當(dāng)引力波通過(guò)探測(cè)器時(shí)，人們會(huì)探測(cè)到兩對(duì)反射鏡之間的距離呈現(xiàn)此消彼長(zhǎng)的周期性變化,。

即使對(duì)于LIGO天文臺(tái)4公里的長(zhǎng)臂,，引力波所造成的變化也是極其微小的,。對(duì)于此次新聞報(bào)道中的雙黑洞合并，其可能產(chǎn)生的尺度相對(duì)變化最高可為1.0E-21,，意味著4公里的長(zhǎng)度也僅僅只變化了一個(gè)氫原子直徑的2.5千萬(wàn)分之一,。為了達(dá)到這個(gè)精度，LIGO的科學(xué)家做了許多精密的設(shè)計(jì),，保證探測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定,，保證LIGO反射鏡的位置隨機(jī)漲落小于一個(gè)氫原子大小的百億分之一，從而保證可以相對(duì)比較容易的探測(cè)到可能的引力波源,。

LIGO在1999年建成并且開(kāi)始運(yùn)行,。但是在進(jìn)行升級(jí)之前（也就是2010年），沒(méi)有探測(cè)到任何確定的引力波事件,。從2010年開(kāi)始,，LIGO對(duì)探測(cè)器進(jìn)行了第二階段的升級(jí)，2015年6月進(jìn)行測(cè)試運(yùn)行,，2015年9月開(kāi)始正式運(yùn)行,，第一階段的科學(xué)運(yùn)行一直持續(xù)到2016年1月，升級(jí)后的版本被稱為AdvancedLIGO（簡(jiǎn)稱aLIGO）,。而此次新聞發(fā)布會(huì)的結(jié)果其實(shí)就是在剛剛升級(jí)完之后,，由還在進(jìn)行測(cè)試中的的aLIGO所探測(cè)到的。相比較之前,，aLIGO的探測(cè)靈敏度提高了10倍,。而且此次的雙黑洞所產(chǎn)生的引力波強(qiáng)度就在僅僅比最初LIGO的靈敏度低一些，所以當(dāng)LIGO的升級(jí)剛剛完成,，在試運(yùn)行的階段就發(fā)現(xiàn)了所報(bào)道的雙黑洞系統(tǒng),。探測(cè)到引力波似乎就在本來(lái)的預(yù)料當(dāng)中。就像發(fā)布會(huì)中所言,，這或許是大自然給我們苦盼許久的一份禮物,。2012年，LIGO天文臺(tái)創(chuàng)建人基普索恩在《科學(xué)》雜志的一篇評(píng)論文章中說(shuō),，預(yù)計(jì)在2017年,，第一例黑洞合并的事例將會(huì)被發(fā)現(xiàn)。當(dāng)時(shí)預(yù)計(jì)LIGO的升級(jí)會(huì)在2016年底完成,，結(jié)果是升級(jí)進(jìn)度超前,，讓我們提前聽(tīng)到了宇宙時(shí)空的聲音。

（圖4注：LIGO和aLIGO靈敏度比較（左）,；LIGO和aLIGO探測(cè)范圍比較(右),。（圖片來(lái)源于LIGO網(wǎng)站））

誰(shuí)將撼動(dòng)時(shí)空

那么在我們的星辰大海中，什么樣的天體才能夠撼動(dòng)我們的這個(gè)宇宙時(shí)空,，讓位于遙遠(yuǎn)地球上的LIGO探測(cè)到呢,？現(xiàn)在通常認(rèn)為有如下四種：

（1）旋進(jìn)(In-spiral)或者合并的致密星雙星系統(tǒng),。比如中子星或者黑洞的雙星系統(tǒng)。非常類似于發(fā)布會(huì)當(dāng)中的系統(tǒng),。

（2）快速旋轉(zhuǎn)的致密天體,。這類天體會(huì)通過(guò)周期性的引力波輻射損失掉角動(dòng)量，它的信號(hào)的強(qiáng)度會(huì)隨著非對(duì)稱的程度增加而增加,?？赡艿暮蜻x體包括非對(duì)稱的中子星之類的。在《星際穿越》電影當(dāng)中,，教授說(shuō)它發(fā)現(xiàn)了引力波,，而它的其中一個(gè)產(chǎn)生機(jī)制很可能就是由一個(gè)快速轉(zhuǎn)動(dòng)的中子星，其表面大約2厘米的凸起所產(chǎn)生的（具體分析可以參閱由基普索恩撰寫(xiě)的星際穿越一書(shū)）,。

（3）隨機(jī)的引力波背景,。非常類似于我們通常熟知的宇宙背景輻射，這一類背景引力波,，也通常叫做原初引力波,，它是早期宇宙暴漲的遺跡。2014年由加州理工,、哈佛大學(xué)等幾個(gè)大學(xué)的研究人員所組成的BICEP2團(tuán)隊(duì)曾宣稱利用南極望遠(yuǎn)鏡找到了原初引力波,，但是后來(lái)證實(shí)為銀河系塵埃影響的結(jié)果。原初引力波的探測(cè)將是對(duì)暴脹宇宙模型的直接驗(yàn)證,，對(duì)于它的探測(cè)依舊在努力尋找之中,。