作者：文/虞子期

　　根據科學最新報告顯示，在LIGO項目第三個觀測期開始的兩週後，科學家們可能發現了另外兩個新黑洞合併的引力波特徵，雖然科學家們尚未發佈出“引力波源頭”初始位置的任何細節，但引力波傳感器檢測到了不同的兩個事件，並表明它們是兩個黑洞的碰撞。兩顆中子星的碰撞，又或是混合碰撞，它們都會產生相應的引力波和光線特徵，這個被稱爲Q3的觀測期將還需要持續一年的時間。

　　黑洞合併引力波的發現過程

　　根據科學記錄顯示，在4月8日，科學家們是第一次新的檢測到。在時間過去一週之後，三個“超靈敏”的引力波儀器開始了新的觀察。這一次觀測也標誌着三個不同的探測器設施，第一次進行共同合作觀察，它們是兩個激光干涉儀引力波天文臺前哨（位於華盛頓州和路易斯安那州）和處女座探測器（位於意大利）。科學家們能夠在仙后座（Cassiopeia）附近找到信號起源的天空，它的距離大約是50億光年。等這個信號得到確認，該團隊便能計算出該事件碰撞中所涉及到的質量。

　　時空中的漣漪從源頭向外傳播

　　當某個對象本身越大，那麼它可以使得時空扭曲的程度便越深。用我們生活中的一些客觀現象也可以舉例說明，例如：地球可以像蹦牀上的保齡球一樣，去扭轉它周圍的時空。引力波的存在，就像是時空之中的漣漪，會從它的源頭向外傳播開來。

　　科學家們認爲，兩個及其密級的物體以二元對的方式“互繞軌道”的時候，便會產生足夠強大的引力波，比如兩個黑洞/兩個中子星/一個黑洞和一顆中子星這幾種情況。正是因爲這兩個物體之間發生了相互作用，所以才導致了時空的旋轉，然後便導致了漣漪的產生（理論上可以用強大儀器進行測量）。

　　關於引力波的研究，直到20世紀，科學家們才發現了引力波存在的間接證據，即通過觀察這些波的影響而得出該結論。我們需要知道，引力波和重力波是有所不同的，因爲重力波的形成是行星大氣中所形成的漣漪，因風吹過地球表面地質特徵而產生。

　　LIGO團隊首次直接探測引力波

　　LIGO（激光干涉儀引力波天文臺）於2016年宣佈第一次直接探測到引力波，這一發現讓科學家和公衆都感到興奮不已，同年6月，該團隊第二次檢測到引力波信號。雖然LIGO所探測到的黑洞質量都不到太陽的50倍，但已經遠遠超出了探測到的最大黑洞。

　　在銀河系的中心，有一個超大質量的黑洞，它的質量大約是太陽質量的400萬倍。科學家認爲那些中等質量的黑洞比更大的黑洞更具有挑戰性。通過更高的質量信息可以得出，那些二元黑洞其實是由特定環境形成的。比如，它的金屬度和太陽的金屬度是有所不同的。

　　引力波證明了宇宙某些元素的來源

　　當科學家們發現來自同一宇宙時間的光和引力波，兩個超級恆星撞擊被稱爲中子星的合併，這是有史以來的第一次。並且提供了第一個準確的證據，證明了宇宙中大部分金和鉑等其他元素，大部分都來源於中子星粉碎。

　　中子星，是宇宙中最奇特的物體之一，是在超新星爆炸中死亡的大質量恆星殘骸。引力波則是由大質量宇宙物體加速所產生的時空結構中的漣漪，這些漣漪就如它的名字一般，總是在不停的移動，並且移動的速度達到光速。同時，它們還具有極強的穿透力，並不會像我們日常的光一樣，會被分散或者是吸收。

　　引力波和廣義相對論有何關聯

　　愛因斯坦的廣義相對論表明，除了其他特殊事項之外，太空中的質量造成了時空的幾何形狀扭曲。同時，移動物體發射了重力輻射波，並且將這些能量帶入了太空之中。在基本力之中，重力是相對最弱小的，引力波的影響也比較弱。波浪在通過時會擠壓並拉伸這個空間，但其效果較亞原子而言卻是很小的。通過二元脈衝星間接觀察引力波的影響，當它們繞軌道運行的時候，會打亂周圍的時空，然後以引力波的形式釋放自己的能量。正是這些能量損失才導致了中子星的軌道衰變，科學家們可以從地球上檢測到軌道速度的降低。

　　引力波的工作原理及如何檢測

　　科學家們對於引力波的檢測並不是一蹴而就的，尤其是關於它的某些數據檢測，至少都需要安裝兩個位置的檢測器，並且它們之間的位置需要廣泛分離。因爲微震/聲學噪聲和激光波動等區域現象，是可能對引起模擬引力波事件造成干擾的，但它們要同時發生在兩個遠距離地點的可能性幾乎是沒有的。LIGO天文臺的設置地點相聚近2000英里，可以容納4公里（2.5英里）干涉儀臂的平坦度和尺寸。

　　科學家們通過激光束髮現了引力波所引起的物理扭曲，探測器由真空管（直徑4英尺）組成，並排成了L形狀，長達4公里。這些裝置並不需要暴露在天空中，同時還可以在混泥土的保護層中完全屏蔽，因爲引力波可以不受阻礙的穿透地球。在L的定點以及每個臂的末端，懸掛測試質量來自導線，而且質量塊也都具有鏡面，正是這些鏡子構成了引力波的傳感器，這兩個相隔數千英里的設施，便可消除結果中的那些不確定性。

　　利文斯頓頂點區，可以看到大型閘閥到腔室的任一側（處在樑管上方）。來自內部的HAM（水平訪問模塊）是一個真空室，它可以固定的進行光學系統的輸入和輸出，並且會將激光注入主LIGO干涉儀，從而進一步接受來自干涉儀的輸出光。35 W增強型LIGO激光器，爲Advanced LIGO干涉儀提供頻率和強度穩定的光。那些移動的質量會導致引力輻射波的產生，拉伸，甚至是擠壓時空。當它們通過LIGO的L形探測器時，它們將減小L的一個臂中的測試質量之間的距離，而在另一個臂中增加它。