第四个引力波已经被探测到了——我们比以往任何时候都更准确地确定了它的位置

天文学家说，他们已经探测到另一组引力波——在穿越宇宙的时空结构中的涟漪。这是LIGO或激光干涉仪引力波天文台的科学家第四次测量到这种现象。去年早些时候，同一个小组通过探测到第一波信号创造了历史。虽然这样的探测现在似乎是例行的，但这一最新发现是独一无二的，因为它也是由一个独立的非LIGO天文台发现的。...

LIGO由国家科学基金会资助，在华盛顿和路易斯安那州有两个观测站，专门测量引力波。但在意大利，还有另一个由欧洲运营的天文台，名为**座，它实际上与LIGO的设施相同。8月14日，**座探测到了它的第一个引力波信号——连同LIGO天文台——来自一对在十亿光年外剧烈合并的黑洞。LIGO以前所有的探测都源于黑洞的合并，但这是三个观测站第一次同时观测到合并。一篇关于最新发现的论文已被接受发表在《物理评论快报》杂志上。

拥有三个观测站来观测引力波对于更好地理解信号来自何处至关重要。有了三个探测器，科学家们现在可以通过波到达每个天文台的时间来更好地确定信号的来源。这类似于需要三颗GPS卫星来精确定位地球上的某些东西。”这种精确性比以前好得令人难以置信，”**座的发言人jovandenbrand告诉Verge。

而了解引力波的来源是后续观测的关键。现在，使用传统光和射电望远镜的科学家们将知道一旦探测到电波，他们的仪器将指向天空中的何处。由于这些波来自黑洞，因此没有产生任何光，因此后续观察没有发现任何东西。但是，如果有一天LIGO和**座碰巧探测到来自合并恒星的波，其他天文学家就有可能用其他望远镜找到波的来源。”宾州州立大学和卡迪夫大学的物理学家、LIGO合作的一部分班加罗尔·萨蒂亚普拉卡什告诉《边缘报》，随着**座的加入，我们已经进入了天文学的一个新阶段，称为多信使天文学它确实为我们的同事提供了一个新的方向。”

进入这一新阶段对该领域来说是一个巨大的飞跃，尤其是直到去年2月，引力波是爱因斯坦广义相对论中最后一个尚未被证明的重要部分。爱因斯坦的理论在20世纪初提出，通过将空间和时间结合成一个称为时空的连续体，颠覆了每个人对物理学的概念。爱因斯坦提出，从行星到人的物体都会扭曲它们周围的时空。当这些物体移动时，它们在时空中产生涟漪，就像移动的船在池塘中产生涟漪一样。

然而，探测这些引力波是一个极其困难的过程。例如，一个人所产生的涟漪，在地球上实在是太微小了，无法察觉。这就是为什么科学家们创建了LIGO和Virgo观测站，这些观测站被设计用来接收巨大的波，这些波来自于数百万光年外快速移动的最大质量物体。这些设施寻找黑洞或中子星之间的大灾难性合并，中子星是恒星坍塌后的超密集残留物。当这些物体结合在一起时，它们会以每秒几次的速度相互旋转，最后**在一起形成一个巨大的物体。这种运动产生巨大的引力波，以光速向四面八方向外移动。

即使这些波在到达地球的途中明显减弱，它们也只能用最灵敏的仪器探测到。这就是狮子座和**座的由来。每个设施的形状都像一个“L”，有两个长的真空密封隧道，两端都有一个悬挂镜。在两个隧道交汇处，每个反射镜上都有一个分裂的激光。当一个波经过时，时空会发生扭曲，就好像镜子离激光源越来越近。科学家可以通过计时激光到达每个镜子所需的时间来测量这些运动。它可以是一个很小的量：反射镜的运动比质子的宽度小1000倍。

8月25日，LIGO完成了从2016年11月30日开始的最新一次观测。它至少完成了三次探测（也许更多的是合作尚未揭示的）。**座的灵敏度略低于狮子座，它在8月1日开始了自己的观测，给了天文台足够的时间在8月14日探测到这个黑洞的合并。这两个黑洞的质量分别是太阳的31倍和25倍，它们在18亿光年外相互旋转。研究称，它们最终合并成一个质量为太阳53倍的黑洞。

这些黑洞被认为是相当巨大的——比LIGO科学家在开始寻找引力波时所预期的要大得多。但这是第三次被发现的黑洞合并，黑洞比科学家们想象的要重得多。”萨蒂亚普拉卡什说：“看起来它们很常见。”很快，我们就能计算出它们发生的速度。”

这三个天文台能够精确定位黑洞的位置，其精度是两个LIGO天文台的20倍。另外，天文学家现在能够更好地确定的不仅仅是信号的位置。三个天文台将帮助研究人员更精确地测量这些波在太空中传播时的拉伸和压缩角度。这些运动告诉科学家很多关于产生引力波信号的物体的信息，比如当它们相互旋转时它们是如何相对于地球倾斜的。

现在，在四次探测到黑洞合并之后，天文学界急切地想知道LIGO是否看到了中子星的合并——或者中子星和黑洞的合并。但目前，LIGO的科学家们保持沉默。”我们可以在准备好的时候再谈，”Sathyaprakash说，他指出，他们仍在审查收集的数据。

与此同时，这三个天文台都在休息，不再扫描宇宙。在停工期间，**座和狮子座的科学家都将努力使他们的观测站更加敏感。LIGO和**座将于2018年秋季回归，一旦这些观测开始，天文学家们有望看到更多的海浪。”萨蒂亚普拉卡什说：“随着进一步的改进，我认为我们将开始发现每年数十起此类事件。”这将是一个激动人心的时代。”