5 月 24 日，激光干涉仪引力波天文台 (LIGO) 的科学家们开始了为期 18 个月的活动，以探测迄今观测到的黑洞与中子星之间最远的碰撞。
“我们非常兴奋，” LIGO 汉福德天文台负责人迈克尔兰德里说。
由于升级，LIGO 的探测器现在非常灵敏，可以测量引力波——阿尔伯特·爱因斯坦首先预测的时空结构中的涟漪——从距离地球超过 50 亿光年的星系中碰撞的黑洞中发出。
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攻城战
对引力波的探索将扩展到全球范围内。在活动的后期，LIGO 在华盛顿州汉福德和路易斯安那州利文斯顿的两个美国设施将与意大利的处女座探测器和日本的神冈引力波探测器 (KAGRA) 一起使用。
研究黑洞种群
黑洞是时空中的无底洞，引力强大到连光都无法逃脱。就像行星可以围绕恒星运行，恒星可以围绕其他恒星移动一样，黑洞也可以相互环绕。
“黑洞扭曲时空，当它们相互环绕时，它们会在时空中产生涟漪，
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这些涟漪或引力波将能量和角动量从两个黑洞带走，使它们越来越靠近彼此，直到它们最终发生碰撞，成为宇宙中最具活力的事件之一。
2015 年 9 月，LIGO 探测到有史以来首次观测到的引力波。
“我将终生记住那一天。那是一个伟大的时刻，”兰德里说。
这些波是由两个质量大约是太阳 30 倍的黑洞发出的。这些宇宙怪兽以接近一半的光速在距离地球超过 10 亿光年的地方相互撞击。
LIGO 通过观察悬挂在两条长隧道尽头的镜子的微小位移来检测此类碰撞发出的引力波。当引力波通过 LIGO 的设施时，镜子的位置移动小于质子的大小。这种微小的位移可以借助从镜子反射回来的激光束来测量。
兰德里告诉 Live Science：“镜子必须比我们所站的汉福德地面高出 100 亿倍。” “这是一个非常困难的实验，实现这个目标是其中最困难的部分之一。”
经过几十年克服技术挑战的斗争，LIGO 的首席架构师 Kip Thorne、Rainer Weiss 和 Barry C. Barish因首次探测引力波而荣获 2017 年诺贝尔物理学奖。
自首次探测以来，LIGO 和 Virgo 已经观察到 90 次由黑洞或中子星碰撞产生的引力波事件，这些事件是超新星爆炸后的大质量恒星的高度致密残余物。
艺术家描绘的两个黑洞在超大质量黑洞的圆盘内合并，随后释放出一阵光。
艺术家描绘的两个黑洞在超大质量黑洞的圆盘内合并，随后释放出一阵光。（图片来源：加州理工学院/R. Hurt (IPAC)）
多亏了升级的仪器，更多的检测即将到来。“在这长达 18 个月的时间里，
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多亏了这些探测，天文学家不仅可以研究单个黑洞对，还可以研究整个黑洞对。
“我们将能够确定这些双黑洞的起源，”兰德里解释说。“黑洞双星是否来自于同时诞生的两颗恒星，然后经历了两次连续的超新星爆发？还是它们是相互捕获的物体？”
2017年，LIGO探测到两颗中子星的非同寻常的碰撞。当 LIGO 和 Virgo 探测到碰撞产生的引力波时，地球周围的望远镜观测到了电磁辐射。这是第一次从同一来源同时观测到引力波和电磁辐射。利用这些观察结果，研究人员可以研究碰撞的中子星如何形成一种宇宙核实验室，在那里产生比铁重的元素。
对于即将进行的观察，可能会检测到新的来源。兰德里说：“这次观测是迄今为止我们发现新引力波源的最佳机会，例如我们银河系中一颗孤立的中子星。” “它将产生一个连续的引力波信号，该信号在整个实验过程中都会存在。如果我们检测到这一点，那将是一件大事。”
升级版 LIGO
5 月 18 日，LIGO 向科学家们展示了新升级的可能性，当时它检测到中子星和黑洞之间可能发生的碰撞。即使 LIGO 的设施处于所谓的“工程运行”状态，也发生了这种检测，这意味着 LIGO 的工程师仍然可以在观测开始之前对仪器设置进行调整。
在接下来的几个月里，LIGO 预计每周至少测量一次黑洞和中子星碰撞事件。到本十年末的未来升级将使 LIGO 有可能每天观察到一些这样的事件。近日，印度内阁批准在印度建设引力波探测器。
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“随着 LIGO India 在 2030 年代初的加入，我们将在全球拥有五个天文台，这将是非常棒的，”兰德里说。
新型天文台也在计划中——美国的宇宙探索者和欧洲的爱因斯坦望远镜——它们有望探测到更远的黑洞合并。
“如果探测器的灵敏度提高 10 倍，我们就可以回顾最早的恒星，198才手机APP
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