LIGO重启再探引力波

 经调整与优化后更加敏感

赵熙熙

来源：2016年12月05日《中国科学报》

　　位于华盛顿汉福德的LIGO 干涉仪在经过近1 年的调整后重新投入工作。 图片来源：Caltech/MIT/LIGO Lab

　　本报讯 在被评为物理学历史上最伟大发现之一的14个月后，寻找引力波的试验又再度开始。引力波是由一些宇宙中最“暴力”事件引发的时空涟漪。它被认为是爱因斯坦广义相对论实验验证中最后一块缺失的“拼图”，它的发现是物理学界里程碑式的重大成果。

　　2015年9月14日，物理学家使用激光干涉引力波天文台（LIGO）——位于华盛顿州汉福德和路易斯安那州利文斯顿的一对巨大设备——发现了一组引力波，后者来自于两个彼此盘绕的巨大黑洞。

　　LIGO的研究人员在今年1月12日结束此次观测之前，又发现第二个黑洞正在合并。如今，在11个月之后的11月30日上午，经过这么长时间的调整与优化，LIGO干涉仪又开始采集数据了。

　　当然，LIGO的目标是发现更多的引力波来源。为了提升观测速度，研究人员一直在努力改进每个干涉仪的敏感性——这是一种巨大的L形装置，研究人员可以利用它来测量宇宙空间自身的拉伸情况。

　　由1000人组成的LIGO科学合作组织发言人、巴吞鲁日路易斯安那州立大学物理学家Gabriela González表示，LIGO正在开始新的运行，其敏感性要比之前提升了10%。这意味着研究人员将能够探测到10%的更远的宇宙空间。

　　González指出，研究人员计划在下一个历年用6个月的时间采集数据。他们的目标是在未来几年内使设备的敏感性提高两倍。研究人员如果能够达成这个目标，那么在此基础上外推当前的观测结果，LIGO则有可能最终每天都能够发现一个黑洞合并。

　　LIGO在搜寻引力波的道路上可能很快就会有一个伙伴了。研究人员正计划于明年初升级位于意大利比萨附近的VIRGO干涉仪。

　　美国科学家之前于今年2月11日宣布第一次直接探测到引力波的存在。这个于去年9月14日探测到的引力波来自于另外两个黑洞合并，但这两个黑洞合并前的质量更大，分别相当于约36个与29个太阳质量，合并后的总质量相当于约62个太阳，相当于3个太阳质量的能量在合并过程中以引力波的形式释放。

　　之后，美国和欧洲的两个引力波探测项目的研究人员今年6月15日在加利福尼亚州圣迭戈再一次宣布，他们“非常清晰”地再次探测到引力波的存在。探测项目组说，此次探测到引力波的时间是去年12月25日。

　　之所以探测到引力波信号与宣布发现之间隔了一段时间，是因为科学家还要分析和确认相关数据。在这项研究中，科学家探测到来自两个黑洞合并而产生的引力波信号。这两个黑洞位于距地球14亿光年外，在合并前的质量分别相当于大约8个和14个太阳，合并后的总质量相当于约21个太阳，其中约1个太阳的质量变成能量，在合并过程中以引力波的形式释放。经过漫长旅行，这一引力波信号被LIGO项目组的两个引力波探测器“清晰”地捕捉到。

　　科学家认为，两次明确探测到引力波信号表明，引力波并非偶然事件，未来将有可能继续探测到中子星等其他天体在碰撞过程中产生的引力波。（赵熙熙）