引力波的過去、現在和未來，1893年奧利弗·赫維塞德提出引力波

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引力波

1、引力波的存在最早是在1893年由奧利弗·赫維塞德提出的

從愛因斯坦到李戈，引力波的存在最早是在1893年由奧利弗·赫維塞德提出的，當時這位自學成才的英國物理學家使用了一個類比，將引力的傳播比作電的傳播。1916年，愛因斯坦更正式地把它作爲廣義相對論的關鍵組成部分之一建立起來。起初持懷疑態度的科學家在隨後的幾十年裡慢慢開始接受這一觀點，因爲更多支持愛因斯坦廣義相對論的證據浮出水面。但是，在認爲引力波存在，從而相信它們可以被測量之間有很大的差距。甚至愛因斯坦也對探測引力波的能力持懷疑態度。

愛因斯坦立刻意識到，這將是一個挑戰。新任諾貝爾獎得主之一雷納·維斯(Rainer Weiss)今早在馬薩諸塞州劍橋的一次新聞發佈會上說：“他剛剛發明的這個新東西，或者是他的方程式，永遠不會在科學領域發揮作用。”

2、首次描述瞭如何使用干涉儀來探測引力波

1962年，俄羅斯物理學家米哈伊爾·格森希丁(MikhailGertsenshtein)和弗拉迪斯拉夫·普斯托沃伊特(VladislavPustovoit)發表了一篇論文，首次描述瞭如何使用干涉儀來探測引力波。1984年，一個最終將導致LIGO合作的委員會由Weiss和其他獲獎者KipS.Thorne和RonaldDrever共同組成，後者於今年3月去世。

當LIGO在2002年開始運行時，它的靈敏度下降到了單個質子寬度的千分之一。今天，LIGO可以檢測到十分之一大小的振動。雖然這看起來有點過火，但難以置信的靈敏度被證明是至關重要的，因爲這僅僅是第一次引力波的探測。第一次發現是在2015年9月14日。從那時起，又宣佈了三項新的檢測，最近的一次僅僅是在過去的一週。

3、LIGO科學協作和室女座協作，在意大利運行着類似的引力波探測器

LIGO科學協作和歐洲室女座協作，在意大利運行着類似的引力波探測器，它們聯合宣佈了第四次引力波探測。宣佈的探測標誌着所有三個操作設施第一次檢測到引力波信號。三重探測使科學家能夠對信號進行三角測量，並比單獨使用LIGO更精確地定位源。此外，室女座的探測器已完全不同的角度面對同樣的引力波，這給科學家們提供了一條關於引力波的基本信息--引力波的極化，這就是時空在三個空間維度中被扭曲的方式。

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探測設備

1、未來更光明

恆星的亮度與恆星距離的平方成反比。例如，如果同一顆恆星的距離是它的兩倍，那麼它的亮度只有原來的四分之一。但是引力波的行爲與光不同。“這對很多人來說是一件令人震驚的事情，因爲這不是一個逆平方定律，”livingston的現任主管josphgiaime在接受“內部科學”的採訪時說：“如果你能將[LIGO]的靈敏度提高2倍，你就能看到兩倍遠的距離，如果你能看到兩倍遠的距離，你就能看到宇宙中體積的八倍。”八倍的體積意味着更多的可觀測物體。由於這令人難以置信的交易，LIGO和處女座的團隊不斷地試圖進一步提高他們的儀器的靈敏度。

LIGO科學合作組織發言人戴維·休梅克(David Sho邁)上週在一次新聞發佈會上表示：“我們將在明年對這些儀器進行調試，我們認爲我們可以得到兩個改進的因素。”“雖然我們在幾個月的觀測過程中看到了一些信號，但我們認爲，在下一次觀測中，這一頻率將顯著提高，一週或更長時間內可能會出現信號。”

目前有兩個更大規模的干涉儀正在計劃中。其中一個位於日本海大，名爲Kamioka引力波探測器(KAGRA)，目前正在建設中，預計將於2018年投入運營。印度政府目前正在考慮另一種名爲LIGO-印度的探測器。

2、太空探測器

現在研究人員已經證明我們確實能探測到引力波，天文學家們正在尋求將這個領域擴展到所謂的多波段引力波天文學。就像光學望遠鏡、X射線望遠鏡和射電望遠鏡一樣，它們都能觀察到電磁波的不同波段，並教我們關於宇宙的不同東西，在不同頻段探測引力波也需要不同的探測器。例如，天文學家認爲引力波的頻率也遠低於LIGO和室女座儀器所能探測到的頻率，但是爲了探測到這些波，干涉儀臂的長度需要更長更長的時間。

進入麗莎，目前由歐洲空間局領導的該項目將發射三顆衛星，每顆衛星將與另外兩顆衛星相隔一百萬公里進入一個軌道。基於地球的干涉儀的臂是長真空室，但空間可以方便地提供自己的真空。麗莎的衛星可以通過激光束連接在一起，並將作爲一個單一的干涉儀。

結語：雖然聽起來像是科幻小說裡的一些東西，但麗莎實際上離現實很近了。今年早些時候，LISA--探路者作爲LISA衛星的原型成功地完成了它的任務。試驗衛星的性能甚至比科學家和工程師預期的還要好。儘管未來仍有一些技術挑戰，尤其是衛星間測量的能力，但科學家們對該項目普遍持樂觀態度。預計麗莎衛星將於本世紀30年代中期發射升空。“引力波研究的真正回報將在未來，”魏斯在後諾貝爾獎記者招待會上說。