科学家再次探测到引力波信号

频率从最初的35Hz一路飙升到大约700Hz

两次探测到的引力波信号有啥不一样？质量更小的黑洞

此次新发现的引力波信号源自大约14亿年前的一次黑洞合并事件，两个参与合并事件的黑洞质量大约分别为14倍和8倍太阳质量，它们不断相互绕转并最终合并。信号显示这两个黑洞合并之后形成了一个质量约为21倍太阳质量的新黑洞，这就意味着在一瞬间有大约和一个太阳质量相当的能量被转化为引力波的形式释放了出去。

这是南半球天空示意图，标出的位置是LIGO探测器在2015年12月26日探测到的引力波信号在天空中的大致来源方位。不同的颜色线条范围代表可能性的高低：最外侧紫色线条圈定的范围代表大约90%置信度，内部黄色线圈定的范围代表的则是10%置信度水平，可见误差率还是相当大的。

截止目前，LIGO探测器探测到的两次引力波信号大致来源方位示意图。同样的，不同的颜色线条代表不同的置信度水平：最外侧紫色线条圈定的范围代表大约90%置信度，内部黄色线圈定的范围代表的则是10%置信度水平。

这一三维投影地图展示的是LIGO全部三次引力波探测信号（包括两次确凿的引力波信号探测和一次疑似信号探测结果）的可能信号源位置。两次确认的引力波信号分别是GW150914（绿色）和GW151226（蓝色），图中第三个区域代表的则是一个疑似信号（LVT151012，红色）。图中不同颜色线条区域代表不同的置信度水平：最外侧线条代表大约90%置信度，最内侧则代表大约10%置信水平

和LIGO的第一次探测相比（当时探测到的信号来自两个大约30倍太阳质量的黑洞），此次探测到的信号频率更高并且持续的时间也更长。在首次引力波探测信号中，科学家们只观测到两个黑洞碰撞合并之前的最后一圈或是两圈绕转过程，而此次科学家们一共追踪到两个黑洞合并之前的最后27圈相互绕转。冈萨雷斯表示："这将让我们能够更为精确地检验爱因斯坦的广义相对论并对黑洞的各项参数做更加精确的估算。"

此次，研究组同样有机会对参与合并黑洞的自旋情况进行观测，结果显示至少那个质量较大的成员黑洞存在自旋，速率约为黑洞自旋理论最大速率的20%左右。LIGO项目组成员，美国西北大学的维基·卡罗基拉表示："如果光从首次引力波探测信号来看，参与合并的两个黑洞似乎是不存在自旋的，那么从这个角度来说，此次属于新发现。"

关于LIGO 你了解多少？

LIGO外观

LIGO Laboratory

当麻省理工学院和加州理工学院的科学家计划用激光干涉的方法来寻找引力波时，很多研究者是极力反对的。反对者担心这会让大量资金打了水漂——建造这类探测器需要极大的投入，但可能什么都找不到。然而，美国国家科学基金会（NSF）最终于1990年批准了激光干涉引力波天文台（LIGO）的建造，并在1992年确定了两座探测器的选址：华盛顿州的汉福德和路易斯安那州的利文斯顿。探测器的建设于1999年完工，并于2001年开始收集数据。然而，之后的9年内，LIGO什么都没有找到，而它也于2010年被关闭，等待升级重启。

在2010年关闭并开始升级的LIGO最终于去年9月重启。升级后的高级LIGO探测引力波的能力大大提升，并在刚刚开始运行的阶段就找到了来自两个正在并合的黑洞所产生的引力波，给一个世纪之久的引力波搜寻历史画上了圆满的句号。

今天凌晨发布会上宣布探测到的引力波信号实际是在2015年12月26日被探测到的，当时距离去年9月14日首次探测到引力波信号仅仅才过去了3个月左右。LIGO利用两台分别位于路易斯安那和华盛顿州的探测装置捕捉到了穿过地球的时空涟漪。这两台探测器都是巨大的L型结构，臂展有4公里长。科学家们让激光在这些长臂内部的反射镜上来回反射并精确测定来自两个长臂的反射激光之间的干涉效应，从而测量长臂所出现的任何极其细微的空间变化。

在正常情况下，两条长臂应该是完全等长的，因此激光束在两条长臂中传播所花费的时间是一样的。然而一旦有引力波穿过探测器，在一个方向上的长臂长度就会被压缩，而在另一个方向上的长臂则会被拉伸，从而导致两束激光束传播的时间长度出现差异， 当它们反射回来并汇合时，就会出现干涉条纹。

这样的长度变化将是极其细微的——LIGO装置必须能够测出相当于一个质子直径万分之一不到的长度变化，才可能检测到引力波信号。这台价值10亿美元，经过技术改进之后的所谓"先进LIGO"实验设施是此前较老版本的升级版。这一探测装置的构想最早在上世纪1960年代便已经出现了，最初版本的LIGO装置在2002年建成并投入使用。

今年2月份LIGO团队发现引力波的消息瞬间引爆了整个学界，并引发全球媒体的极大关注，