【五种“聆听”引力波的新方法，会揭示什么样的宇宙秘密？】
2015年9月，一次仅持续五分之一秒的振动载入物理学史册。这是人类首次直接探测到引力波——一种以光速在宇宙中移动的时空扰动。

天文学家们表示，这就像获得了一种新的感知方式——在2015年之前，他们只能“看到”宇宙事件，而现在能“聆听”它们了。从那时起，激光干涉仪引力波天文台（LIGO）在美国路易斯安那州和华盛顿州的两个基地，以及它在意大利比萨附近的姊妹室女座天文台（Virgo），记录引力波的通过几乎成了日常工作。

引力波的探测为探索自然规律和宇宙历史提供了新的途径，包括关于黑洞及其起源的大型恒星的生命故事的线索。瑞士日内瓦大学的理论物理学家Chiara Caprini说，对许多物理学家而言，引力波科学的诞生是过去十年中难得的亮点。其他曾被认为前景广阔的探索领域大都令人失望：暗物质搜索一直无功而返；瑞士日内瓦附近的大型强子对撞机除了发现希格斯玻色子之外一无所获；甚至一些有希望的新物理学线索似乎也在退潮。“在这种相当平淡的现状中，引力波的出现让我们眼前一亮。”Caprini说。
这个难得的亮点看起来还会变得更加耀眼。

截至目前，发现的100多个引力波事件只是物理学家认为存在的引力波事件的一小部分。LIGO和Virgo的观测窗口相当狭窄，主要限于100-1000赫兹的频率范围。当一对质量巨大的恒星或黑洞在数百万年的时间里缓慢地相互旋绕时，它们会产生频率缓慢增加的引力波，直到天体碰撞前的最后一刻，这些波才会进入到这个可检测的范围。但这只是预计会产生引力波的多种现象之一。

LIGO和Virgo都是激光干涉仪，通过探测沿相互垂直的两臂发射的激光在传播时间上的微小差异来工作。这些长达几公里的双臂会因为引力波通过，而以微小的幅度膨胀和收缩。研究人员目前正在打造下一代LIGO型天文台，既有地球上的设施，也有太空中的激光干涉仪太空天线，有些学者甚至提议在月球上建造[1]。其中一些探测器可以敏感探测到低至1赫兹频率的引力波。

物理学家还在探索其他完全不同的技术来探测引力波。这些方法包括观察脉冲星和测量量子波动，目的是捕捉到频率在兆赫兹到纳赫兹范围内的更多种类的引力波（见“打开引力波之窗”）。
来源：自然系列
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