时隔三年，引力波搜寻活动再度开启？我们希望发现什么？

过去八年来，全球三座引力波观测站充分发挥了它们的潜力，探测到了宇宙中一些最极端的事件：黑洞合并和中子星碰撞。经过三年的升级和改进后，它们即将再次启动。现在的目标是发现更多的合并事件，并希望借助更灵敏的设备，发现一些尚未发现的难以捉摸的事件。

在这方面，情况已经相当好了。就在上周，尽管仍在工程运行中，但美国的 LIGO 引力波天文台探测到了候选事件人们一直在寻找一个黑洞吞噬中子星的现象。虽然还不能确定这是真的，但天文学家表示，中子星与更重​​的黑洞相撞合并的可能性为 86%。如果得到证实，这将是此类探测的首次。

“我希望看到中子星与黑洞合并并伴有电磁对应物，”助理教授芭芭拉·帕特里塞利博士在 3 月访问欧洲引力波天文台 Virgo 时告诉 IFLScience。这种合并预计会看到黑洞将中子星撕裂并吞噬它；该过程应该会释放出许多波长的大量光，即难以捉摸的“电磁对应物”。帕特里塞利博士几乎实现了她的愿望，但到目前为止，还没有看到任何类型的光都可能探测到这种潜在的现象。

目前，它仅出现在历史性地发现两颗中子星合并，称为千诺瓦因此，看到两个黑洞或一个黑洞与一颗中子星合并产生的光将是一项了不起的成就。通过更精确地探测更多事件并发送更快的通信，各个团队希望为天文学家提供更好的机会进行这些探测。看到光，甚至探测到来自这些事件的中微子，将使我们对这些宇宙碰撞有前所未有的了解。

敏感性增加探测器这意味着他们能够发现质量高达太阳 1,000 倍的黑洞。这是一个全新的天体类别，难以捉摸的中等质量黑洞? 不可能由恒星超新星爆发而形成的黑洞。迄今为止，探测到的最重物体是两个黑洞合并成一个，质量为太阳的142倍。

这些探测器或许还能探测到距离地球几千万光年内爆发的超新星，所以，希望当超新星爆发时，它们能够正常运作。上周的风车星系因为该事件来自一颗质量足够大的恒星，可以被探测到。研究人员还将继续利用这些探测结果来测试爱因斯坦的广义相对论。

目前，世界上有四个正在运行的引力波观测站，还有一些正在建设中。两个 LIGO（激光干涉引力波观测站）位于美国（一个在路易斯安那州，一个在华盛顿州），Virgo 位于意大利比萨，KAGRA 位于日本。Virgo 不会立即加入其他观测站，因为该团队需要更多时间来确保探测器能够发挥最佳性能，而 LIGO 今天已启动。KAGRA 将运行一个月，然后再暂停一段时间进行故障排除，并将于 2024 年再次启动。

这些天文台的工作原理是将一束分裂的激光束沿着两个相距 90 度的等长臂发射。激光在镜子上反射，然后返回光源。该系统的设计使得如果两束激光束传播的距离相同，它们将完全相互抵消。但是引力波会改变时空结构，因此如果有波经过，一束激光会比另一束传播得更远，从而在不应该有光的时候检测到光。

该系统非常灵敏，可以测量小于原子一小部分大小的变化，如此精明，以至于可以将地球的规律性震动减少一万亿倍在我们访问处女座的过程中，我们了解到那里的探测器的主要“噪音”来源实际上是 22.5 公里（约 14 英里）外的第勒尼安海的海浪。

除了令人难以置信的技术成就和可能的新科学之外，这些仪器还能够发现意想不到的东西。科学家们还用它们来测试量子事件，而不仅仅是太空观测。

新的第四轮实验将持续 18 个月，中间会短暂休息进行调整，因此实验可能会持续到 2025 年，这意味着我们可能要到那时才能获得新的检测数据。不过，对于那些渴望关注实验的人来说，有限的数据将通过智能手机应用程序。