星艦突然猛烈地顫抖。 “那是什麼？”震驚的船長問船的計算機。
計算機推斷出一系列引力波通過航天器滾動。
據報導，這些海浪源自一對巨大的黑洞，就像月球在地球一樣靠近工藝。
船長知道，黑洞 - 濃烈的重力，甚至光無法逃脫的密集物體 - 彼此之間旋轉。但是，當他們一起猛烈抨擊，合併成一個時，碰撞通過空間（或更準確的時空）發出了一種快速移動的波紋，比他預期的要強。它交替伸展並壓縮了所有路徑中的所有人。
計算機告訴船長：“您習慣瞭如此弱的引力波，只有非常精緻的樂器才能檢測到[它們的力]。” “在這裡，靠近融合的洞，它們非常強大。”
加利福尼亞理工學院的物理學家Kip S. Thorne在帕薩迪納（Pasadena黑洞和時間扭曲（諾頓，1994年）。在其中，他實現了許多當代科學家的夢想，他們專門研究重力研究，而阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）的一般相對論理論則以某種方式遇到了引力波。
然而，與星際飛船隊長不同，今天的科學家甚至無法聲稱對敏感樂器發現的重力波的熟悉。 30多年來，研究人員使用精緻的金屬棒，試圖辨別經過的引力波會導致微妙的拉伸和收縮（SN：3/18/78，第169頁）。該任務是如此具有挑戰性，以至於檢測器必須測量長度的變化，而長度的變化小於質子直徑的千分之一。
儘管依靠金屬棒的探測器仍在改善，但已經出現了另一項技術，許多研究人員認為，更有可能獲得長期追求的獎項。 11月，加州理工學院和馬薩諸塞州理工學院完成了一個由國家科學基金會資助的3億美元，兩場天文台的第一階段建設，稱為激光干涉儀重力 - 波動天文台（SN：2/29/92，第134頁），由國家科學基金會資助。
從現在到2002年，Ligo科學家計劃安裝和微調探測器設備。隨後，預計將在全球開發的基於激光的重力波觀察者的天文台，旗艦店，然後開始尋找波浪。
如果任何儀器最終捕獲引力波，則將驗證愛因斯坦84年曆史的一般相對論理論的重要預測。然後，科學家可以開始將該理論進行嚴格的測試，這是非常密集物質的典型重力，例如黑洞。
這項壯舉還標誌著一種根本不同的探索宇宙的方式的開始，尤其是黑暗和暴力的一面。它甚至可能提供一種在大爆炸之後最瞬間見證宇宙的方法。
芝加哥大學的宇宙學家邁克爾·S·特納（Michael S. Turner）說：“ Ligo確實是我認為是21世紀最大挑戰的第一步：打開引力波窗口通往宇宙。”
有爭議的預測
愛因斯坦（Einstein）在1916年推出了他的相對論一般理論後不久，科學家開始思考其對引力波的有爭議的預測。
一般相對論將空間和時間融合到一個無縫的四維實體中。質量或能量曲線時空的存在。這種曲率表現為物體之間的吸引力 - 重度。
想想在橡皮紙上放一個球。它使彎曲表面上的紙張和任何物體都朝向球滾動，就好像被力促進了球一樣。如果球滾動或搖擺不定，或者兩個球彼此旋轉，則紙顫抖的波浪向外衝。
同樣，巨大對象的運動可以產生曲率波（重量波），從而使時空的結構漣漪。理論家說，並非所有大型物體都會觸發重力波。例如，以完美的球形對稱性移動的對象，例如，旋轉球提供了這樣一個例外。
沒有人檢測到實際的重力波。儘管如此，1974年發現的異常天體物理物體對象的行為使大多數科學家說明引力波是真實的。
那年，當時在阿默斯特大學馬薩諸塞大學的羅素·霍爾斯（Russell A. Hulse）和約瑟夫·泰勒（Joseph H. Taylor Jr.其中一個，一個脈衝星，在軌道上發出了周期性的無線電波。
脈動速率的逐漸變化表明，恆星彼此緩慢旋轉。如果對以引力波的形式釋放能量，則放緩完全匹配了一般相對性的預測（SN：10/23/93，第262頁）。對於這種見解，Hulse和Taylor於1993年獲得了諾貝爾物理獎。
科學家已經確定了各種物體，這些物體似乎能夠產生可檢測的引力波，並至少大致計算了每個源會產生的波形。
當衰老恆星倒塌時發生的巨大爆炸量與黑洞或中子恆星彼此旋轉，包括大爆炸，被稱為超新星。研究人員說，即使在我們的銀河系中，如果它的表面與完美的平滑度有最小的偏差，也可以產生可檢測到的引力波。
宇宙中的一些引力波可能是大爆炸中剩下的。威斯康星大學 - 米爾沃基分校的布魯斯·艾倫（Bruce Allen）說：“人們所研究的早期宇宙的幾乎每個模型都會產生引力輻射的背景。”研究人員打算分析Ligo的靜態數據，該數據將在10歲時描繪宇宙-22秒。
這是另一個誘人的前景：完全未知的物體可能會在引力波中揭示自己。索恩說：“這打開了宇宙上的新窗口，它與我們打開的任何其他窗口更具根本不同。” “只會有驚喜。”
扭曲時空
引力波可能會因他們扭曲時空的奇怪方式而消失。拉動一塊編織的織物，與拉伸方向平行的螺紋會擠在一起，而垂直線拉開。科學家說，引力波對時空具有類似的作用，稱為菌株。
在Ligo的兩個地點中的每個地點，一個位於華盛頓州，另一個位於路易斯安那州，一個由鋼管製成的直角，每4公里長，伸向地平線。激光的光束分為兩個部分，從交叉路口同時向下射出手臂。
重鏡，反射梁，懸掛在每個管子的末端，其中包含真空。
Ligo的設計人員使用被稱為乾涉測量法的時間測試的技術使返回的光束聚集在檢測器上。通過顛倒沿一條路徑返迴光波的峰頂和槽，它們會導致組合的梁干擾，以使它們相互取消。
因此，當沒有引力波時，檢測器會看到黑暗。
但是，如果引力波穿過Ligo的垂直臂，則它們會沿著一個臂伸展時空，同時將其沿另一隻手臂縮小，從而在路徑長度上產生很小的差異。通常，偏移遠小於激光光的一個波長。當來自不同路徑的橫梁重合時，它們將不再完美排列，從而使絕對取消的取消。檢測器會感覺到一些光。
通過使用強烈的激光和精心敏感的探測器，Ligo科學家希望識別鏡像位移的鏡像位移，佔激光光的波長的一萬億，相當於10中的一部分。214公里的武器。
Ligo總監Barry C. Barish指出，加州理工學院的研究人員已經表明，他們可以在原型乾涉儀上測量原型乾涉儀上如此小的位移。 “這是驚人的。幾乎是不可能的，”巴里什說。 “干涉法中有真正的魔力。”
豐富的信號
引力波觀測值（例如Ligo）調整為一個單一的，豐富的變化，振盪信號。它結合了許多來自各個方向同時出現的頻率的信號。從這個意義上講，觀察者的行為就像耳朵一樣，就像望遠鏡的行為一樣。
Ligo可以檢測到的頻率是10至10,000赫茲，直接在人類聽力樂隊中。通過演講者演奏，他們甚至轉化為一種天體音樂。
但是，就類比而言，這是科學家強調的。引力波不聲音。儘管聲音是空間中物質的壓縮和擴展的波浪，而引力波則是空間本身的翹曲。
儘管如此，引力波科學家認為將樂器的信號視為聲音很方便。麻省理工學院的Barish和Rainer Weiss說，向內刺耳的二進制明星會散發出“鳴叫”。黑洞盤旋在一顆星星後的發射是“ burplike”。
一些研究人員，例如錫拉丘茲大學（紐約）大學的彼得·索爾森（Peter Saulson），發現聽取探測器的信號有用。他說：“要調試我們構建的一些原型儀器，人們確實會聽。” “這是一個非常好的技巧，因為您的耳朵是一種非常好的信號處理設備。”
科學家必須採取由其他虛假信號的重力波造成的微小模式。例如，這種有害的噪聲可能來自地面振動，設備激光強度的變化以及原子的隨機搖擺。
天文台建築商在地震隔離其檢測器上，並結合了許多類型的阻尼和校正以消除噪聲。科學家還在尋求安靜的隨機原子搖擺的方法（SN：10/23/99，第263頁）。
通過使兩個相同的檢測器被3,000公里隔開，Ligo科學家可以將每個位置的局部噪聲與更深遠的信號（例如引力波）區分開。成為更大的探測器網絡的一部分也將幫助這些儀器與穀殼分開，並在天體來源上進行三角測量。
在接下來的幾年中，這種網絡有望隨著處女座的啟動，類似於單個LIGO探測器的意大利乾涉儀以及在德國和日本的兩個較小的干涉儀形成。使用金屬條的五個探測器也正在聆聽900 Hz諧振頻率的信號。
最後，Ligo觀察者還將利用來自已知來源的模擬波形，以幫助他們區分信號和噪聲。即使使用超級計算機，也很難生成這些波形，因為一般相對論的方程式非常具有挑戰性（SN：6/26/93，第408頁）。由於最近的成功，通過建模黑洞之間的碰撞碰撞，他們希望在Ligo開始收集數據時掌握一對黑洞的完整順序。
黑洞合併
設計師說，在計劃中的靈敏度下，Ligo可能會發現一些黑洞合併（事件是最佳機會），這是其第一個3年的科學跑步。另一方面，如果它在就職期間沒有檢測到，他們就不會感到沮喪。
索恩說：“我們的計劃一直是以一種敏感性打開它，在這種敏感性中，它很可能會看到東西，然後升級到如果不這樣做的話，那將是令人驚訝的。”
研究人員已經在2005年進行了改進的技術。當時，Ligo計劃切換，例如，從石英鏡到合成藍寶石藍寶石的技術，它們更稠密，並且更有效地散發了激光束的熱量。
索恩說，大修應提高天文台的敏感性約15倍，將黑洞合併的檢測範圍從6億光年遠到近100億光年。通過竊聽更多的空間，Ligo應將其檢測到來源的速度提高3,000多倍。
甚至超越了升級的Ligo，美國和歐洲的航天局官員都在考慮建造一個稱為激光干涉儀太空天線或LISA的軌道引力浪潮天文台。它將將重力波觀測擴展到較低的頻率範圍，從每10秒到每3小時一個週期。然後，科學家可以收看緩慢繞行的二進制恆星，並在其核心上用巨大的黑洞碰撞星系。
魏斯說，麗莎是三角形陣列中的三個航天器，一側是500萬公里，是“該領域的未來浪潮”，魏斯說，他30年前提出了將乾涉儀用於引力波檢測的概念。他說，由於麗莎樂隊中的信號比觸發地面探測器的信號更強大，更豐富，因此太空觀測站每週都能檢測到幾個來源。
也許那時引力波似乎就像科學家所說的那樣司空見慣。
