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激光干涉引力波天文臺
美國建造的引力波探測設(shè)備
激光干涉引力波天文臺（Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory，縮寫為LIGO）是美國分別在路易斯安那州的列文斯頓和華盛頓州的漢福德建造的兩個引力波探測器。
2018年12月3日，Advanced LIGO發(fā)現(xiàn)迄今最大黑洞合并事件，距地球90億光年。
基本信息
| 中文名 | 激光干涉引力波天文臺 |
| 外文名 | laser interferometer gravitational wave observatory |
| 地點 | 路易斯安那州、華盛頓州 |
| 用途 | 探測引力波 |
| 簡稱 | LIGO |
建造背景
天文臺
探測引力波意義重大，從科學意義上看，引力波可以直接與宇宙大爆炸連接。廣義相對論中預(yù)言的引力波也可以產(chǎn)生于宇宙大爆炸中，這就是說大爆炸之初的引力波在137億年后的今天仍然可以探測到。一旦發(fā)現(xiàn)了宇宙大爆炸時期的引力波，就可以揭開宇宙的各種謎團，甚至了解宇宙的開端和運行機制。
歷史沿革
20世紀60年代，馬里蘭大學的物理學家韋伯（JosephWeber）試圖用諧振原理探測引力波，他建造了一種共振型引力波探測器。該探測器由多層鋁筒構(gòu)成，直徑1米，長2米，質(zhì)量約1000千克，用細絲懸掛起來。當引力波經(jīng)過圓柱時，圓柱會發(fā)生共振，進而可以通過安裝在圓柱周圍的壓電傳感器檢測到。韋伯曾經(jīng)在相距1000千米的兩個地方同時放置了相同的探測器，只有兩個探測器同時檢測到相同的信號才被記錄下來。1968年，韋伯宣稱他探測到了引力波，立刻引起了科學界的轟動，但是后來的重復(fù)實驗都一無所獲。
后來世界各國又陸續(xù)建造了一些棒狀探測器，但是效果并不理想。
20世紀70年代，加州理工學院的物理學家萊納·魏斯（RainerWeiss）等人開始考慮使用激光干涉方法探測引力波，其原理類似于邁克爾遜干涉儀。但引力波的探測對儀器的靈敏度要求非常高，要能夠在1000米的距離上感知10^-18米的變化，相當于質(zhì)子直徑的千分之一才有可能。直到20世紀90年代，如此高靈敏度所需的技術(shù)條件才逐漸趨于成熟。
1999年11月建成，耗資3.65億美元。2005年-2007年，LIGO進行升級改造，包括采用更高功率的激光器、進一步減少振動等。升級后的LIGO被稱為“增強LIGO”。2009年7月，增強LIGO開始運行直到2010年10月結(jié)束。但未能探測到引力波存在的可靠證據(jù)。
2015年，最新的激光干涉引力波天文臺正式上線，理論上，該天文臺可以探測到3億光年遠的引力波事件。但科學家認為要發(fā)現(xiàn)信號強大的引力波還需要更遠、更靈敏的探測器，預(yù)計在2017年可以具備對5億光年外引力波的檢測能力。有10多個國家的超過一千名科研人員參與了該設(shè)備的運作。
2016年2月11日，加州理工學院、麻省理工學院以及“激光干涉引力波天文臺(LIGO)”的研究人員當天在華盛頓舉行記者會，他們探測到引力波的存在。
2017年10月16日，全球多國科學家同步舉行新聞發(fā)布會，宣布人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波，并同時“看到”這一壯觀宇宙事件發(fā)出的電磁信號。
2018年12月3日，據(jù)物理學家組織網(wǎng)報道，一個國際科學家團隊通過分析高新激光干涉儀引力波天文臺（Advanced LIGO）獲得的觀測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了迄今最大的黑洞合并事件和另外三起黑洞合并事件產(chǎn)生的引力波。最大黑洞合并成了一個約為太陽80倍大小的新黑洞，也是迄今距離地球最遠的黑洞合并。
探測原理
天文臺
這好比是池塘中的水波。將漂浮物放置在水面上，當有波浪經(jīng)過，物體便會在水面上沉浮不定。LIGO安置的鏡子就如漂浮在引力波中的懸浮物。通過在干涉臂之間往返的激光，探測儀會將鏡子間距離的輕微變化記錄下來。
不過由于可能的干擾太多，為了排除一些干擾因素，減少不確定性的誤差，LIGO在美國華盛頓州利文斯頓和新澤西州漢福德同時分別安置了兩部完全相同的儀器，彼此相距3000千米。只有當兩個探測器同時檢測到相同的信號才有可能是引力波。
激光干涉引力波天文臺的靈敏度是空前的，但科學家也不十分肯定能否探測到引力波，可以肯定的引力波在宇宙中是存在的，這需要宇宙級的碰撞事件，但如此事件較為罕見，在銀河系內(nèi)平均每1萬年會發(fā)生一次。
組成結(jié)構(gòu)
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