LISA探路者——欧洲航天局（ESA）发射的用于验证在太空观测引力波是否可行的探测器传来喜讯：这一办法行得通！

LISA探路者上的两个金属块是实验的关键。它们由金铂合金制成，大小如同高尔夫球，相对距离为38厘米。它们在不受任何外力干扰的情况下自由漂浮，以保证只受重力影响。探测器上的激光干涉仪以极高的精度测量两个金属块相对距离的变化。除此之外，探测器还可以使金属块免受阳光和太阳风等外力的影响。

在发表于2016年6月7日美国物理学会《物理评论快报》的研究报告中，LISA探路者科研团队展示，两个金属块几乎保持了静止，且两者的相对加速度甚至不及地球引力的一万兆分之一。LISA探路者项目科学家保尔·麦克纳马拉称，实验所达到的测量精度是所需要的300倍以上。虽然LISA探路者并不能探测引力波，但它所展示的关键技术为设立大型太空引力波天文台铺平了道路。

LISA探路者执行的是欧洲航天局引力波探测计划的前期任务，目的在于演示和验证相关技术。正式的“激光干涉仪空间天线进阶计划”（eLISA）将于2034年或更早实施，预计投入10亿欧元。目前该计划尚未被正式批准。

2015年9月，美国科学家利用架设在地面上的“激光干涉引力波天文台”（LIGO）首次直接探测到引力波，信号来自两个黑洞的碰撞，频率在100赫兹左右。不过，引力波的波谱跨度非常大，假如两个超大质量黑洞合并，将产生更低频率的引力波，eLISA的目标就是在太空中探测这种更低频率的引力波。

引力波搜寻再添大手笔

万物起源是什么？宇宙的起源可能是最大的科学秘密之一，但令人惊讶的是，研究人员已经掌握了确凿证据试图解开这个谜题。弥漫在太空各个角落的宇宙微波背景辐射（CMB）是现存的最古老的光。它被释放自137亿年前，当时炙热浓密的初生宇宙冷却到光子首次能自由“旅行”。

宇宙大爆炸约38万年后到现在，这些光线一直在宇宙中穿梭。尽管已经非常古老，但可能仍保留着甚至更早之前发生的“故事”，尤其是可能有引力波的印记。在相对论中，爱因斯坦将一种跟电磁波一样的波动称为引力波，是时空曲率的扰动以行进波的形式向外传递。

为了寻找这些波，科学家启动了西蒙斯观测台。这一耗资4000万美元的望远镜项目，位于智利北部阿塔卡马沙漠，由总部位于美国纽约的非营利组织西蒙斯基金会资助。

“我们不知道引力波出现的水平将会有多高，但我们有一个最低水平，如果它过小，将无法测量到。”宾夕法尼亚大学宇宙学家、西蒙斯观测台发言人Mark Devlin说，“当前的实验都无法做到，而西蒙斯基金会将推动我们取得一次飞跃。”

这些原始的引力波与激光干涉引力波天文台（LIGO）之前发现的并不同。宇宙膨胀论预言了这些波的存在。该理论认为宇宙在形成后出现了戏剧性膨胀。这种膨胀在时空间产生了引力波纹。这些由宇宙大爆炸后产生的“原初”引力波发出的微弱微波信号以“B模式”被印刻在CMB上。2014年，南极天文台BICEP2合作团队曾宣称发现了该模式。但相关分析随后被证明是错误的：该信号是太阳系星际尘埃粒子形成的产物。

“我认为我们有好方法弄清宇宙膨胀是否真的发生了。”西蒙斯基金会创始人Jim Simons说。

但B模式的发现可能不会让所有人信服。该理论的怀疑者不断增多，他们认为原始引力波至今未见，已经排除了宇宙膨胀论的许多貌似最可信的版本。“我们看不到它，这点已经极为重要。如果我们继续看不见，我认为这将是一个重要的心理影响，使得人们想要看看是否有更好的想法。”普林斯顿大学物理学家Paul Steinhardt说。Steinhardt是宇宙膨胀论的创始人之一，但现在已经不再支持该理论。

不过，仍有许多天体物理学家支持膨胀理论，因为这能解释目前宇宙的许多特征，例如宇宙似乎是平的和各个方向大致相同。“膨胀论是我们当下最好的理论。对我而言，这是促使我获得更好数据的动机。我们可能会找到一些反常情况，为一个更深奥的理论指引道路。”西蒙斯观测台执行委员会成员、普林斯顿大学理论物理学家David Spergel说。

对于西蒙斯基金会的捐款，未参与该项目的Steinhardt表示，“我认为这是一个对该领域非常慷慨的捐助，无论结果如何，它都将有历史价值。这也将是一项极好的精细工作，需要非常认真。”

据悉，西蒙斯观测台将装配约5万台光聚集探测器。该项目将为未来规模更大的“CMB 阶段四”打下基础。Devlin预计，后者计划建造一个约由50万台探测器组成的射电碟形天线。

美国能源部高能物理学部门将资助“CMB 阶段四”，国家科学基金会和其他国际机构也可能参与其中。“届时，私有慈善机构和政府部门间的类似合作将继续。”Simons说。

除了西蒙斯基金会，西蒙斯观测台还获得了普林斯顿大学、加州大学圣迭戈分校和伯克利分校、宾夕法尼亚大学和劳伦斯·伯克利国家实验室的支持。

1916年，在系统阐述其广义相对论（该理论认为引力是大质量天体周围发生的时空扭曲）之后，阿尔伯特·爱因斯坦思考的一个问题是，当一个天体晃动时会发生什么。相对论发表第二年，他指出了该问题的答案，认为时空会产生涟漪，形成“引力波”，并以该天体为核心以光速向外扩散。他和其他物理学家随即开始了争论：预测的引力波是否存在，或者它仅是新数学推论结果造成的人为现象。爱因斯坦本人也曾先后若干次改变立场。

1969年，马里兰大学物理学家约瑟夫·韦伯宣布用自己发明的一个探测器发现了引力波，当该探测器受到引力波撞击时会产生“振铃效应”。然而，他的研究结果未能得到复制，并几乎遭到了所有物理学家的反对。

2016年2月11日，来自LIGO团队的科学家宣布，首次直接观测到引力波。科学家表示探测到的是由黑洞合并产生的一个时间极短的引力波信号——后来被命名为GW150914，持续不到1秒。它经过13亿年的漫长旅行，于当日抵达地球，被刚改造升级的LIGO的两个探测器以7毫秒的时间差先后捕捉到。

引力波能揭示黑洞合并产生的背景吗

最近，科学家探测到了两个黑洞并合所释放的引力波。这意味着宇宙中还存在很多这种并合事件，只不过它们所产生的背景引力波强度太弱，在现有技术条件下探测不到。基于这一信息，研究者推测背景波的强度大约要比之前预计的强10倍，而且它们有望在几年内被更灵敏的仪器探测到。捕捉背景波信号有助于天体物理学家更好地理解双黑洞的形成过程，同时也为探测大爆炸不久后宇宙暴胀所释放的引力波铺平道路。

2015年9月4号，激光干涉引力波天文台（LIGO）探测到了引力波，这也是人类首次探测到引力波。LIGO团队让激光在间距4千米的两个平面镜间来回反射，据此探测引力波经过时平面镜间距的轻微波动。这一引力波事件被称为GW150914，它是由两个质量分别为太阳质量29倍和36倍的黑洞并合所引发的。

研究者预计宇宙中有很多双黑洞与双中子星在不断的发生并合，这种并合事件产生的引力波从各个方向辐射到地球，这对探测器而言是一种微弱的背景噪音。之前，科学家要估算这种背景噪音的强度，就得对这些双黑洞与双中子星的数量与质量分布做出假设。这些假设过去一直是猜测性的，因为那时研究者还没有发现此类双天体并合。

LIGO团队成员、明尼苏达州卡尔顿学院的纳尔逊·克里斯坦森（Nelson Christensen）说：“最近的引力波观测表明，宇宙中确实存在很多双黑洞，而我们对此仍知之甚少。”

在LIGO团队与欧洲的Virgo团队的共同协作下，科学家估计背景引力波能量密度的频率范围在100Hz以下，而LIGO的恰好对此范围的频率很敏感。为了估算背景引力波强度，科学家假设有很多不同大小的双黑洞存在，它们与地球的距离也各不相同，并据此创建了各种模型。然后，他们计算了双黑洞并合时所辐射引力波能量的大小。

基于对GW150914事件细节的分析，LIGO团队对之前的估计做了调整——尤其是并合黑洞的质量——以对双黑洞的实际分布做出最可靠的猜测。研究者认为，此次观测到的双黑洞并合事件很有可能具有普遍性，而不是极端个例。如果双黑洞的性质呈高斯分布，那么GW150914事件应该位于钟型曲线的凸起而不是边缘部分。GW150914事件意味着绝大多数双黑洞的质量应该是之前预期的20倍左右，这种质量的双黑洞所产生的背景波强度也应该是之前预期的10倍左右。但是，克里斯坦森强调说结果还有很多不确定性，因为这毕竟只是基于一次并合事件所做的推测。

“我觉得这些推测是很合理的，”美国西维吉尼亚大学的天体物理学家莫拉·麦克劳克林（Maura McLaughlin）说。麦克劳克林也是北美纳赫兹天文台引力波项目（NANOGRAV）团队的成员。NANOGRAV试图探测比LIGO频率范围更低的引力波。“我看不出他们的论证有什么不足之处。除非LIGO非常幸运，否则一定还有比之前预计的多得多的双黑洞系统。”

如果背景引力波的强度是这个量级，那么以LIGO和Virgo的灵敏度，2~5年内就可以探测到它们。这要比物理学家之前预期的快，克里斯坦森说，这很让人期待。“每个人都超级兴奋，”他说。

探测到背景引力波就可以证明宇宙中充斥着携带着能量的引力波。研究者认为，这也有助于人们更进一步了解黑洞的形成过程。在扣除这种背景波噪音之后，人们或许还有可能探测到大爆炸不久后宇宙暴胀时期的引力波，这种引力波强度更微弱。

引力波探测史：从爱因斯坦到LIGO

乐器发出的声音满载着信息。聆听音乐时，我们可以推论出演奏音乐的乐器的种类（如管乐器或者弦乐器）和质地（铜制的或是木制的），我们甚至可以评价乐手技艺的精湛程度。所有这些信息的载体是声波，这是一种以固定速率向外传播的空气扰动。物理学家也借用这个概念来研究宇宙。只不过，在宇宙中传导波的介质并不是空气，而是时空；而这种波不再是声波，而是引力波。

实际上，广义相对论提出的一个基本假设是，把空间的三个维度和时间维度统一在一起的时空（spacetime）是具有弹性的。就算其中空无一物，时空也可发生振动，而这种振动就是引力波。这种波与乐器发出的声波一样，也满载着信息。这些信息一方面反映了制造出引力波的事件，而另一方面也体现了引力波传播时通过的时空的性质。物理学家希望，在未来的几年里，美国的激光干涉引力波天文台（LIGO）以及意大利VIRGO探测器能获得来自宇宙的、证明引力波存在的直接证据。（2016年2月11日，LIGO科学合作组织宣布他们已经探测到了引力波。）

爱因斯坦在1916年提出了引力波的概念。起初，引力波曾遭到了物理学家的质疑。从理论的角度看，引力波的存在仰仗的是时空与其他物理实体之间的微妙差异。此外，通过实验探测引力波是极为困难的。

现在，再没人怀疑引力波的存在了。引力波是广义相对论的预言产物，而广义相对论在20世纪已经被无数的观测和实验所证实。此外，一些天文观测为引力波的存在提供了间接证据。物理学家甚至算出了引力波的一些特征值，比如传播速度。引力波在真空中的传播速度等于光速，与广义相对论的预测一致。

引力以有限的速度传播，这个性质并不是显而易见的。这个观点最初由皮埃尔-西蒙•拉普拉斯（Pierre-Simon de Laplace）于1773年提出，与当时的主流理论——牛顿的万有引力理论是相悖的。在牛顿的理论框架内，不管相隔多远，两个有质量的物体间的引力作用是立即发生的。而牛顿的理论相当成功，例如，它可以准确地解释行星运动的开普勒定律。

拉普拉斯希望借用自己的新理论来解释一个奇特的天文现象——朔望月（月相变化的一个完整周期）的缩短。我们现在知道，这个现象是由于地球自转受潮汐力的影响变慢而造成的。而在当时，为了解释这个现象，拉普拉斯构造了一个与牛顿体系不同的理论模型。在拉普拉斯的理论中，引力反映的是物体发射出的粒子的作用，这些粒子的速度是有限的。拉普拉斯将他的理论预测与观测进行对照，他发现所谓的“粒子”的速度应该至少是光速的700万倍（光速大约是每秒30万千米）。这个速度如此之大，实际上跟牛顿的理论没有太大的差别。

100年后，苏格兰人詹姆斯•克拉克•麦克斯韦（James Clerk Maxwell）提出了电磁学理论，而美国物理学家阿尔伯特•迈克尔逊（Albert Michelson）和爱德华•莫雷（Edward Morley）则通过实验证明光速守恒。这些发现间接地促使研究者重新考虑引力的速度问题。为了解释光速守恒，昂利•庞加莱（Henri Poincaré）发明了所谓的“新力学”，它的方程与爱因斯坦的狭义相对论相似，但其物理学意义则不同。然而，不管是在庞加莱还是爱因斯坦的理论框架下，没有任何作用力的传播速度能超过光速，而这是与牛顿引力理论抵触的。

庞加莱于1905年提出了一个新理论，他认为引力作用的传播速度也等于光速，相当于一种“引力波”。但是，他的理论却有不可挽回的缺陷。其中最致命的一点在于，无法根据这个基本假设得出一个一般性的引力定律。另外，这个理论还违反了作用力-反作用力定律。而且这种“引力波”需要从波源汲取能量，但它本身却不能像声波或电磁波那样携带能量。

爱因斯坦建立了普遍适用且与观测数据相符的引力理论。他在1915年发表了广义相对论方程，该方程将相对性原理扩展到对所有观测者有效（相对性原理指的是对于任何观测者，物理定律都是相同的，在狭义相对论中这一原理仅对惯性系中的观测者有效）。广义相对论为引力现象提供了一种与相对性原理相符的描述。这一伟大成就的核心思想完全颠覆了人们对时间和空间的认识。

最开始颠覆这些“常识”的是狭义相对论，特别明显地体现了这一点的是德国物理学家赫尔曼•闵可夫斯基（Hermann Minkowski）在1907年根据狭义相对论得出的几何表达式。闵可夫斯基证明，就算两个观测者测量两个事件的时间间隔和距离时得到的结果不同，但对分割两个事件的某种“时空距离”，他们得出的结果总是一致。这意味着，独立于观测者的物理现实不是单独的时间或空间，而是时空，一个能将时间和空间统一起来的四维几何结构。

爱因斯坦的广义相对论则更进了一步，指出时空不是绝对的，即时空的几何并不像狭义相对论那样是既定的。爱因斯坦提出，时空的几何是由其中所含的能量决定的，而引力恰恰就是时空的弯曲几何的体现——而不是一种“力”。

我们通常用一个图示来说明这个道理：空间是一片因为中央大质量天体而畸变的曲面，大质量天体旁边有一个较小的天体。在这幅图示中，较小的天体并不受力，它受惯性支配笔直向前运动。但由于空间是弯曲的，小天体的运行轨迹也是弯曲的，结果就是绕着大质量天体旋转。这种图示在某种意义上是错误的，但却道明了一个事实：在现代物理中，时空不再只是一个供物理事件上演的被动场地，它成为了一种与其他物体联系在一起的柔软连续体。

时空的波动

为了简化讨论，我们先把时间放在一边。我们可以把空间视为某种可以扭曲、振动的弹性介质，因此它可以传播波（见上图）。自1916年起，爱因斯坦就开始尝试证明他的广义相对论方程包含一个解，这个解能够表征引力波的传播。然而，广义相对论的数学之美与其方程的复杂性不分伯仲。这些方程的一个特点就是它们是非线性的。所谓的非线性，指的是一个系统产生的反应与它所受的刺激并不成正比。

正如面对这种问题时研究者常做的那样，爱因斯坦决定先考虑简化后的情况。他把引力波视为对初始的“平坦”时空的微调——即摄动。如预料的一样，他计算出了几种不同类型的引力场振动，而它们均以光速传播。但是他很快就开始怀疑，这些解在物理上是否真实存在。

一个疑点与引力波的双重性质有关：引力波既是几何学的，是空（时）间的波动；也是物理学的，是引力场的特征。因此，作为一种自然界中存在的波，引力波的振幅应该能够和一些物理量联系在一起，比如速度、辐射功率等等。在爱因斯坦解出的6种引力波里（用现代物理术语来讲就是6种偏振模式），只有两种既能传递能量又以光速传播。这些波也是横波，如同电磁波一样，也就是说它们只在与传播方向垂直的平面上振动。与此相反，声波是纵波，会在传播的方向上压缩空气。

而爱因斯坦得到的其他4个偏振解并不传输能量，传播速度也是随机的。实际上这是个在当时未能被理解的数学问题，问题出在了坐标系的选择上。

事实上，相对性原理规定，物理量的值并不随坐标系的选取而发生变化。爱因斯坦选择的坐标系并不完美，用它算出的偏振模式在广义相对论的框架下不是真实存在的。但是，现在研究其他引力理论的物理学家发现，这些偏振解中的某几个具有物理意义。如果能观测到这些偏振模式的话，将有划时代的意义，这能让我们测试超越广义相对论的物理理论。

令人琢磨不透的坐标系性质，加上方程的非线性，不仅让涉及广义相对论的物理问题计算起来极为困难，还让结果难以理解。这就是物理学家在20世纪60年代以前都未能理解黑洞视界的原因。1936年左右，爱因斯坦也一度相信自己和纳森•罗森（Nathan Rosen，爱因斯坦在普林斯顿高等研究院的助手）证明了引力波并不存在。而这个结论与爱因斯坦先前的工作是完全矛盾的。

引力波输送的能量以及它与物质系统的相互作用，这些问题看似容易，但实际上非常复杂，以至于物理学家一直在研究这些问题，经过了几十年才能得出初步结论。

探测引力波

但是在寻找引力波方面，英国物理学家菲利克斯•皮拉尼（Felix Pirani）于1955年获得了关键性的突破。他证明，可以通过测量至少两个测试质量（质量非常小的物体，它们自身的引力可以忽略不计）之间的距离变化来探测引力波。事实上，尽管用孤立的物体无法探测到引力波，但还是可以通过测量两个测试质量之间空间的压缩和膨胀来发现它的踪迹。美国马里兰大学的约瑟夫•韦伯（Joseph Weber）受此启发，开始进行实验直接探测引力波。虽然他用自己在20世纪60年代设计的“韦伯棒”（Weber bar）什么也没有探测到，但是他的这一发明启迪了许多物理学家。用棒状探测器来探测引力波的概念后来被广为接受并加以改良。

引力辐射原则上是可以探测到的。那么如何进行定量测量呢？想要设计探测器的话，首先得确定引力波源辐射功率的量级、引力波经过时导致的空间长度变化的量级以及信号频率的量级。根据爱因斯坦最初的研究，科学家可以估算出人体在摆手时发出的引力波功率量级是10–50瓦特，这和大多数恒星系统发出的引力波功率差不多。这些值已得到了更精确的计算方法的证实，引力波似乎成了一种无法观测的思想玩物。

随着天文学家在1962年发现了类星体，并在1967年发现了脉冲星，探测引力波的希望被再次点燃。这些天体属于中子星（由非常致密的原子核物质构成的天体）或者黑洞（光也无法逃逸的时空陷阱）。它们非常致密（相比于它们的质量而言，它们的体积非常小），在描述其引力性质时必须考虑广义相对论。物理学家已经证明，如果一个致密天体高速（接近光速）运动，并且这种运动是连贯的且不太对称的话，这个天体就能成为良好的引力波源。

虽然无法通过望远镜观测，但一个双星系统中的两个黑洞并合是能量最高的天体物理现象之一。两个具有太阳质量的黑洞并合发出的引力波功率量级大概是1046瓦特，这已经可以媲美太阳发光的功率（1026瓦特）。

但是，所有的大功率引力波源和我们的距离都十分遥远，在地球上进行的探测实验只能收集到非常微弱的信号。在这种信号的作用下，测试质量间距的相对变化最高也只有10-20，相当于太阳和地球之间的距离改变了一个原子的直径。

对脉冲双星PSR B1913+16的研究间接地证明了引力波的存在。美国人约瑟夫•泰勒（Joseph Hooton Taylor）和拉塞尔•赫尔斯（Russell Hulse）于1974年发现了PSR B1913+16（他们也因此于1993年获得了诺贝尔物理学奖）。这个双星系统公转周期的逐步减少与能量的消失有关，而消失的能量转化成了引力波。这个效应其实类似于拉普拉斯为了解释月球在轨道上的加速而提出的理论。法国物理学家蒂博•达穆尔（Thibault Damour）和娜塔莉•德鲁艾尔（Nathalie Deruelle）等人的计算证明，广义相对论和脉冲双星观测结果是一致的。

之后就是直接探测引力波了，这就是位于意大利比萨南部的VIRGO探测器以及分别位于美国两个地点的激光干涉引力波天文台（LIGO）承担的重任。这些仪器能够探测出相当于原子直径比上太阳系直径的距离相对变化。在21世纪初的首阶段运行中，这些探测器未能探测到引力波，但是此后研究者对它们的灵敏度进行了一次大升级。先进LIGO（Advanced LIGO）已投入运行。VIRGO探测器的高级版本也将在2016年投入使用。

这些探测器利用的是干涉测量方法。测试质量是悬挂于探测器的两个互相垂直的长臂末端的反射镜。探测器两臂内穿梭着大功率的激光束（功率可达200瓦特）。两臂长度的微弱变化会影响两束激光相遇处的光强。

两个反射镜相距越远，由引力波造成的臂长变化量就会越大，也更“容易”被观测到。法意合建的VIRGO探测器的臂长达3千米。红外激光器发出的激光束被半透明反光镜（分光镜）一分为二。每束激光会进入一个长达3千米的光腔，然后照射到反射镜上（即测试质量），接着反射镜会把激光反射回分光镜那里。在返回分光镜前，激光在光腔中已被来回反射了许多次。这多次来回会显著增加探测器的等效臂长。由于光的波动性，分光镜上两束激光互相叠加发生干涉。实验开始前，科学家调整仪器，让两束激光发生相消干涉——一束光的波峰正对应另一束光的波谷，反之亦然。通过这种方式两个光波互相抵消，而传感器（一个光电二极管）不会记录下任何信号。

当引力波经过时，每束激光的光程会发生微小的变化。这将会改变两束激光波峰和波谷的相对位置，因此两者的叠加并不会发生相消干涉，而传感器则会记录下一个信号。研究人员可据此推导出臂长的变化并确定是否曾有引力波经过。经过升级改造的干涉仪可探测的最小臂长变化量的量级是10-20米，差不多是质子大小的十万分之一。但是，除了引力波以外有许多其他因素会影响反射镜之间的距离。物理学家正在尝试从“噪音”中分离出由引力波引发的信号。

测试质量上的反射镜在被运送到VIRGO 台址之前，首先会在测试工作台上接受分析。研究人员尤其关注镜片表面，它必须毫无瑕疵。

VIRGO与LIGO

干涉仪工作时既互相独立，又齐心协力。科学家希望综合多个干涉仪的信息，利用三角测量法来确定引力波源在天空中的具体位置。三角测量法的原理就好比用双耳来听声音。用单耳听是无法确定声源位置的。声音到达两只耳朵的时间存在先后差异，通过这个时间延迟就可以推算出声源的方位。与此类似，一台干涉仪接收到的引力波信号可以来自任何地方，在地球表面至少需要3台互相分离的引力波探测器才能确定波源的位置。

VIRGO与LIGO的两台探测器合作，组成了这种引力波探测网，并从2007年开始运行。两个团队的研究者分享这些探测器的数据，并对其进行整合分析。这种数据共享还有一种好处：如果真的出现了引力波信号，那么所有探测器都应该探测到它，所以数据分享是个确认信号的好方法。

对引力波源进行实时定位还能让在各个电磁波段工作的天文望远镜和卫星也同时指向波源，观测与引力波相关的天文现象（如伽马射线等）。

2007年到2011年间，VIRGO和LIGO搜索了能够让臂长变化10-22米的引力波。但这还远远不够。探测器的灵敏度会对最大可探测距离造成直接影响（探测器只能探测到这个距离内的引力波源）。这个距离取决于波源的种类、特征、引力波的振幅、持续时间以及频率范围。打个比方，以VIRGO的灵敏度要探测到两个1.4倍太阳质量的中子星碰撞时发出的引力波，这两个中子星到地球的距离要在4 000万光年以内。而由脉冲星（高速自转的中子星）发出的引力波信号在几万光年外就无法被探测到了。

知道了最大的测量距离后，还要考虑到引力波源的出现频率。一些引力波源非常罕见，比如相互碰撞的中子星要比单个的中子星少得多。如果能够提高引力波探测器的灵敏度，那么探测到引力波的可能性也会上升。换句话说，环绕地球的可探测宇宙范围将被扩大。

从2011年底起，VIRGO经历了一些重大改造，变成了“先进VIRGO”（Advanced Virgo），将于2016年开始运行。“先进VIRGO”的反射镜变得更重，激光器的功率扩大了10倍，光学设置进行了调整，分析程序也得到了优化。到2020年，先进VIRGO能够探测的距离将是VIRGO的10倍，而它能探测的宇宙范围将扩大1 000倍。我们希望利用它在每年探测到更多的中子星碰撞。与此同时，LIGO也进行了升级改造，而且日本和印度也在建造新的引力波探测器，中国也在筹备引力波探测计划。

在遥远的未来，人类还有更加雄心勃勃的引力波探测计划，如建造在地下的臂长为30千米的爱因斯坦望远镜（Einstein Telescope），或是位于太空的，臂长为500万千米的演化空间激光干涉天线（eLISA），我们对来自宇宙的天籁将变得更加熟稔。 （如需转载，请注明来源自科技世界网）

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