到2015年为止,还不曾有人直接探测到引力波,我们也从未感觉到有引力波经过。
2016年,长达50年的对引力波的探索终于取得了成果,也标志着天文学开启了一个新的时代。激光干涉引力波天文台(LIGO),是一座历时30年的实验设施。实验构想成形于20世纪80年代,如今在三大洲有近1000名科学家参与其中。该设施包含了一对引力波探测器,分别安装在路易斯安娜州的利文斯顿和华盛顿州的汉福德,各有两条彼此垂直的长臂,每条长臂都由一根长达几千米的管子组成。当一道引力波到达并穿过地球时,甲臂的长度会增加一点,乙臂的长度则会缩短一点,然后再反过来,甲臂缩短、乙臂伸长。当引力波经过该天文台时,这种情况会不断重复发生,通过测量两臂的长度,就可以探测到穿过的引力波。测量长度的方法是沿着每根管子射出光束,用管子末端的一面镜子加以反射,然后测量光返回需要多长的时间。这个想法固然简单易懂,却需要相当精密的仪器才能实现,因为当引力波的涟漪经过时,臂长的变化幅度远远小于万亿分之一毫米。
2016年2月,LIGO团队欣喜地宣布首次探测到了时空涟漪,且该信号与预判的情况完全一致,两个黑洞做螺旋运动,然后发生碰撞,将三倍于太阳的质量转变成了引力波能量。这次碰撞发生在与我们相距大约10亿光年的地方,不仅在银河系之外,也在本星系群和本超星系团之外。这次引力波传播了约10亿年,终于在2015年9月到达了地球,直接穿过地球,并继续前进。LIGO团队才刚开启了经过升级的实验,在短短几天后便发现了这一信号,几个月后,该团队又宣布第二次探测到了来自黑洞碰撞的信号。而这只是众多全新发现的开端——在2017年1月、6月和8月,又有3对做螺旋运动的黑洞发出的引力波穿过地球。
2017年8月,LIGO的姊妹实验仪器——室女座干涉仪也观测到了引力波信号,该干涉仪位于意大利,与LIGO的设计相似。 通过观察两个站点当中哪一个先接收到信号,LIGO便可以大致确定这个信号来自天空中的什么位置,但它对来源的定位却无法达到很高的精度。在发现信号后,一场经过精心设计的后续行动立即展开。世界各地的天文学家纷纷使用望远镜来观测广阔的天空(这些望远镜可以观测到天空中所有不同波长的光波,无论是无线电波还是伽马射线),探查在引力波爆发的同时,是否还有光线相伴产生。目前这方面还没有观察到令人信服的发现,这些碰撞的黑洞很可能只有借助引力波才能感知到。