美國引力波探測器4月1日重啟 將揭開更多宇宙奧秘

騰訊科技訊 3月29日消息，據國外媒體報導，美國雷射干涉引力波天文台（LIGO）宣布已完成硬體升級，將於4月1日重新啟動新一輪的引力波探測。負責LIGO運行的科學家預計，升級後靈敏度的提高有望幫助科學家發現更多的引力波事件。

大約一個世紀前，愛因斯坦的廣義相對論首次預言了宇宙中由黑洞合並或白矮星碰撞引起的引力波的存在。2016年2月，科學家們宣布通過LIGO首次探測到引力波，創造了歷史。而在大約一年前，LIGO的兩個主要設備被關閉，進行一系列的硬體升級。

到目前為止，LIGO在大約三年半的時間裡共探測到11次引力波事件。其中10個是黑洞合並的結果，而剩餘一個是由一對中子星碰撞引起的。通過研究這些事件，科學家們已經開啟了天文學的新紀元。

隨著LIGO升級現在已經完成，科學家們希望在未來的一年裡探測到更多的相關事件。路易斯安那州立大學物理學和天文學教授加布裡埃拉·岡薩雷斯(Gabriela Gonzalez)說，“400年前，伽利略發明了望遠鏡，人們開始使用望遠鏡進行天文學研究。今天我們仍然在製造更好的望遠鏡。我認為這十年是引力波天文學的開端。所以更好更多的不同探測器將使得我們的研究繼續取得進展。”

LIGO的兩個探測器分別位於華盛頓州漢福德和路易斯安那州利文斯頓，每個探測器由兩個3.2公里長的管臂連接形成L型，每個管臂由直徑為1.2米的真空鋼管組成。在管道內部，兩束高功率雷射束被一系列反射鏡反射，用於精確測量每條管臂的長度。

當引力波通過探測器時，它們會扭曲空間，在亞原子水準上使管臂長度發生微小的變化。位於路易斯安那州利文斯頓的LIGO天文台負責人約瑟夫·吉亞姆（Joseph Giaime）說，最近的升級主要是其光學系統，包括提高雷射功率並減少測量中的“干擾”。

在今年余下的時間裡，位於意大利的第三個探測器(Virgo干涉儀)也將開始進行觀測，這也將有助於引力波的研究。

此外，日本的KAGRA天文台有望在不久之後上線，使引力波的探測網絡更加強大。在世界各地建立多個相隔遙遠的天文台，不僅可以得到更大程度的確認，還有助於進一步縮小引力波事件源的可能位置。

在接下來的觀測中，世界各地的天文學家還將受益於其公共警報系統。當LIGO探測到引力波事件時，該團隊將發出警報，以便世界各地的天文台都能將望遠鏡對準引力波事件源的可能位置，探索該事件可能產生可觀測現象。

發生在2017年的kilnova事件(也稱為GW170817)就是如此。兩顆中子星相撞後產生了明亮的余輝，隨著時間的推移，余輝實際上變得更亮了。碰撞還導致了超高速物質射流的釋放和黑洞的形成。

據麻省理工學院引力波研究員納吉斯·瑪瓦瓦拉(Nergis Mavalvala)稱，到目前為止，與引力波事件相關的可觀測現象實屬罕見。此外探測中總有可能會發現一些完全出乎意料的東西，讓科學家感到困惑和震驚:

“在所有可能存在的黑洞中，我們只看到了這幾個。有很多很多問題我們仍然不知道如何回答，這就是發現的過程。你打開一種新的儀器，把它指向天空，就會看到一些你以前所不知道的東西。”

引力波研究只是近年來天文學的幾次革命之一。就像其他研究領域一樣，在未來幾年，它將從儀器升級和引入新方法的過程中受益。（騰訊科技編譯/皎晗）