引力波探测器LIGO的升级有何意义？
科学家探测引力波的能力即将升级。 位于华盛顿州和路易斯安那州的激光干涉引力波天文台（LIGO）将通过美国国家科学基金会、英国研究与创新和澳大利亚研究委员会提供的资金进行升级 - 未来将提供更强大、更频繁的检测。这些机构将为升级计划提供超过3400万美元的资金，这使得LIGO听起来像最新的iPhone。
升级完成后，LIGO将从其2015年的旧款“高级LIGO”（Advanced LIGO）阶段进入“高级LIGO Plus”（Advanced LIGO Plus）阶段。“我对高级LIGO Plus升级提供的引力波天体物理学的未来前景感到非常兴奋，” LIGO执行董事David Reitze说。两地的LIGO都包含两个4公里长的臂，使用激光来探测由极其充满活力的宇宙事件引起的微小干扰 - 如黑洞合并。
引力波是指时空弯曲中的涟漪，通过波的形式从辐射源向外传播。当它们到达地球时，涟漪是如此之小，以至于LIGO激光中只有非常小的干扰可以探测到它们。2015年9月14日，这些设施提供了黑洞合并的第一个证据。引力波的发现帮助科学家获得2017年诺贝尔物理学奖。“我们准备发现全新类型的现象，现在我们将对熟悉的天体获得全新的见解，” 天文学家Bryan Gaensler在发现后不久说道。
自从第一次改变世界以来，LIGO已经观测到10次黑洞合并，以及两颗中子星之间的碰撞。后者是如此极端的事件，它不仅在时空中发出涟漪，而且在地球上可见，由地面望远镜和低地球轨道探测到。提议的升级将大大增加LIGO将检测到的事件数量。Reitze预计未来可能“每天会观测到黑洞合并”，并表示将“更频繁”观测到中子星合并。
为什么说LIGO宣布发现新的引力波全靠中国卫星？
↑物体运动时对空间的搅动↑应力波在被证实之后，十分迅速地获得了2017年的的诺贝尔物理学，可以说掀起了人们对应力波的关注，而最新的科研成果，也就是这条新闻：北京时间2017年10月16日22点，美国国家科学基金会召开新闻发布会，宣布激光干涉引力波天文台（LIGO）和室女座引力波天文台（Virgo）于2017年8月17日首次发现双中子星并合引力波事件，国际引力波电磁对应体观测联盟发现该引力波事件的电磁对应体。
这个跟之前获得诺贝尔奖的黑洞碰撞产生的引力波有什么区别呢？长话短说，黑洞是“黑的”，基本上除了引力波我们没有办法观察到它，所以就好像是黑暗中有个穿黑衣服的黑人在跳舞，所有人中只有一个带了夜视仪的人可以看到这个人在跳舞，其他人还是一脸懵逼，有人称之为“盲人摸象”，甚至于有胆大无畏的人直接说：LIGO发现应力波是是典型的“画鬼找鬼”的科学骗局（黄秀清语）。
但是这次的引力波就不一样了，这是由中子星合并产生的，除了发出引力波之外，还会发出可见光、红外光、紫外光、X射线、伽马射线，所以这次不是一个穿黑衣服的黑人在黑暗里跳舞了，而是一个人在黑夜里爆炸，但凡是个人，都能看到这个现象。所以这次应力波的观测基本上是全世界的天文台和天文相关的卫星都在观测，但是能够测到引力波的还是只有LIGO，其他的都是测可见光、红外、X射线还有伽马射线。
这样做的结果就是，LIGO把它观测到的数据拿出来，跟其他天文台和天文卫星测到的数据一对比，发现没错，就是这样，证明了这种观测手段的真实性和有效性，基本上可以说是让应力波板上钉钉了。而且也意味着，引力波作为一种新的观测手段可以作为人类研究宇宙空间的有力工具了。所以天文学，从最开始只有光学观测，到加入射电望远镜、空间望远镜，一步一步，人类研究宇宙的方式越来越多样化。
天文学在经过这么多年的发展之后终于有了这样一句话来总结：天文学者还可兼用电磁辐射、中微子、引力波来做天文观察，就好像同时使用视觉、听觉、味觉来探测一个天文事件，这门学术领域被称为多信使天文学。可以说是又是一大跨越。而这跟中国卫星慧眼号有什么关系呢？中子星合并，其实产生的最强烈的是伽马射线，所以探测到伽马射线的信号，对于确定应力波产生的位置和机理，都是一则有力的证据。
而这就是这颗中国卫星，慧眼号，做出的贡献：我国的第一颗空间X射线天文卫星——“慧眼”望远镜在这次引力波事件发生时成功监测了引力波源所在的天区，为全面理解该引力波事件和电磁对应体的物理机制做出了重要贡献。而且这次观测还有一个小插曲，就是本来科学家预计这次事件的双中子星并合产生的引力波闪将极为明亮，但实际上却十分暗弱，所以慧眼号强大的分辨能力，一下子就让它从众多的观测仪器中脱颖而出，得到了有力的数据。
用中科院高能所粒子天体物理重点实验室熊少林的话说：其中“慧眼”在这四台望远镜里面，它的有效面积和它的时间分辨率是最高的。所以，“慧眼”的观测数据是非常重要的，也是无可替代的。↑慧眼号卫星↑简单介绍一下这颗卫星（来自维基百科）。硬X射线调制望远镜（英语：Hard X-ray Modulation Telescope，简称HXMT），又名慧眼，是中国研制的第一个X射线天文卫星，于2017年6月15日11时在酒泉卫星发射中心由长征四号乙运载火箭成功发射至预定轨道。
探测器将用于X射线宽波段巡天，发现被尘埃遮挡的超大质量黑洞和未知类型天体；通过观测黑洞、中子星、活动星系核等高能天体；研究致密天体和黑洞强引力中物质的动力学和高能辐射过程；探索利用X射线脉冲星实现航天器自主导航的技术和原理。探测器上搭载有三个望远镜载荷，分别对应高、中、低能区的波段，以实现1-250keV波段的全覆盖；除望远镜以外，还搭载有一个空间环境监测仪，用于标定探测器在轨运行的本底。
其实本来这颗卫星不是用来测量伽马射线的，而是测量硬X射线——这种射线的能量比伽马射线要低一些，但是根据当时参与研发的硬X射线调制望远镜卫星系统载荷分系统专家，宋黎明描述：我们在卫星进入正样阶段后发现，在高能X射线望远镜正常的工作模式之外，通过对其光电倍增管的高压进行调整，可以用于对伽马射线暴的全天监测，因此增加了这一伽马射线暴监测模式。
可以说小小的调整，一下子把这颗卫星的作用提升了不止一点儿半点儿。并且调整之后：在200keV—3MeV能区，HXMT监测伽马射线暴的有效观测面积相比以往的设备可提高10倍左右。也就是说，这颗中国发射的第一颗本来用来测量硬X射线的卫星经过调整之后，一下子在测量伽马射线的能量上，就达到了以往设备的观测面积的十倍左右。
这难道不够惊人吗？但是，慧眼号只是起到了辅助作用慧眼号在这次应力波事件中起到的作用是很大的，但是是否能够达到“新的引力波全靠中国卫星”的地步，我认为还远远没有达到。就好像刚刚说的，其实当时指向天空的不止中国的慧眼号，而且中国的慧眼号也只是在观察伽马射线而已（同时测量的还有另外三颗卫星），虽然伽马射线是中子星合并产生的最强烈的信号，慧眼号在这个信号的观测中起到了不可替代的作用，但是，这次观测行动的主角还是LIGO，慧眼号只是辅助作用。
所以“全靠”慧眼号，这个描述实在是有点儿言过其词。还是谦虚一点好。当然了，这对于中国来说，依然是一次不可多得的展示自己天文学研究成果的机会，要知道，这颗卫星才上天了不到半年，而外国的同类卫星，都已经在宇宙空间中飘了快50年了，一下子就取得这么大的成果已经难能可贵。而且这颗卫星的优势就放在那里——更加不用说这次的引力波观测事件只是用了它的附属功能，它的主要功能，硬X射线观测，还没有发挥出自己的实力呢。
用于发现引力波的LIGO天文台在哪些方面迎来升级？
2015年，爱因斯坦的一项具有百年历史的预测最终被证明是正确的，因为引力波被首次直接观测到。现在，发现引力波的仪器——激光干涉仪引力波天文台（LIGO） - 经过一年的升级后重新启动并运行，并带来了一些新的技巧。引力波是指时空弯曲中的涟漪，由黑洞合并或中子星相撞等灾难性事件引发。LIGO由两个干涉仪组成，每一个都带有两个4公里（2.5英里）长的臂并组成L型。
LIGO安装了令人难以置信的精确传感器，以检测引力波。此外与其他设施协作可以帮助三角测量信号的来源。位于华盛顿和路易斯安那州的两台LIGO探测器在大约一年前关闭，进行了一些急需的升级，截至4月1日，它们已经恢复运行。激光功率增加了一倍，每个设施中的八个镜子中的五个已经被性能更好的镜子所取代。最后，应用了新的“量子噪声滤波器”来减少可能掩盖小波读数的背景噪声。
总而言之，新的和改进的LIGO比上次运行时灵敏度高出约40％。该团队表示，探测器现在也可以发现中子星碰撞的平均距离为5.5亿光年，比以前可能的距离超过1.9亿光年。更好的是，LIGO不会“孤军奋战”。欧洲版Virgo引力波探测器也获得了升级，其灵敏度基本上翻了一番，随着这些设备都被用于探测引力波，新的发现应该会出现。
中国的天琴计划进行到哪一步了？它的灵敏度比LIGO高多少？
“天琴计划”是由中山大学发起的引力波空间探测计划。“天琴计划”的内容是在10万公里高度的地球轨道上，部署三颗完全相同的围绕地球的卫星（下图中的SC1，SC2，SC3）组成臂长17万公里的等边三角形编队，建成空间引力波科学探测系统。“天琴计划”已于2015年7月正式启动，计划用20年的时间完成卫星研制和发射，正式开始引力波探测任务。
进展：“天琴计划”的实施分为4个阶段。目前处于关键技术研究的0颗星阶段，主要发展月球和深空卫星的激光测距技术，帮助实现对天琴卫星的高精度定轨，现已经完成国内首次月球-地球激光测距实验。得益于探月工程嫦娥四号中继星“鹊桥”搭载的角反射器，研究团队将于今年（2019年）在国际上首次实现超过地球-月球距离的超长激光测距。
此外，“天琴一号”技术验证试验卫星也将在2019年底前完成发射，该技术验证试验卫星将对无拖曳技术、微牛量级的微推进技术、以及激光干涉仪等核心技术开展星载技术验证。对比：关于“天琴计划”和其它引力波探测项目的对比，其实不能直接进行探测精度之类的比较，因为这些计划所研究物理现象、所探测的频率完全不同，简单的对比完全没有意义。
在下图上可以看到，中子星、恒星级黑洞等致密天体（几十个太阳质量左右）组成的致密双星系统的碰撞合并过程所发出的引力波频率一般处于10赫兹-1000赫兹量级的高频段，采用的探测手段是地面激光干涉仪，典型代表就是美国LIGO。而“天琴计划”是利用超高精度星间激光干涉测量技术探测1mHz~1Hz频段的引力波信号，频率比LIGO要低很多。
LIGO发现迄今为止最大黑洞，相当于60个太阳的黑洞是怎么产生的？
是发现了最大的黑洞合并事件，不是发现了最大的黑洞。LIGO是用来探测引力波的，当黑洞或者其他极端天体如中子星，等发生碰撞合并时，巨大的质量，将让时空产生涟漪，以光速在宇宙中振荡，这种时空振荡就是引力波。 {!-- PGC_VIDEO:{"status": 0, "thumb_height": 360, "group_id": 6286292005895012865, "media_id": 6317831772, "vname": "AllanAdams_2016-480p-zh-cn.mp4。
LIGO探测到引力波比电磁波早1.7S到达，引力波是超光速传播吗？
引力波是100多年前爱因斯坦预言存在的，2015年被发现。爱因斯坦认为带质量物体加速度运动就会产生引力波，它是时空的涟漪。产生引力波的前提不只是质量加速，加速度也要随时间变化，听起来难以实现，但实际上所有互相绕转的双星系统都满足这些条件，因为它们在绕转的过程中向心加速度方向一直在变化，所以都能产生引力波，但是由于双星绕转的引力波辐射功率相对较弱，这些双星系统距离我们地球都比较遥远，就目前人类科学探测水平还无法探测到。
因此科学家预测目前只有极端天体的几种并合产生的引力波才能被我们探测到，分别是黑洞和黑洞并合、黑洞和中子星并合、中子星和中子星并合等。其中中子星并合产生的引力波会伴随有电磁对应体（短伽马射线暴），中子星并合产生短伽马射线暴模拟图黑洞这样致密天体的并合不会有电磁对应体，因为它的引力太强了，电磁辐射根本不会发出。
美国LIGO激光干涉探测器题目说的应该是美国激光干涉仪探测器LIGO于2017年8月17日探测到的两个中子星并合产生的引力波事件（GW170817）。这次地面在探测到引力波的同时，也探测到了大概持续2秒的伽马射线（电磁波）短暴，的确地面的探测器探测到伽马射线暴的时间比引力波晚1.7秒。上图最后一栏对着上面的黑竖线是GW170817引力波信号。
前三栏是两个伽马射线探测器三个能段的数据，灰竖线后（两个中子星并合后1.7秒），一个持续2秒时间的伽马射线暴（GRBI70817A）被探测到了。这是为什么呢？答题区有的答友说引力波是直线传播，而电磁波是曲线传播，所以虽然都是光速传播，但最终差了1.7秒。这怎么可能？两个并合的中子星距地球有1.3亿光年，范围都超过本星系群了，这么远的距离，如果一个曲线传播、一个直线传播，最后何止差1.7秒？不过这也充分说明了引力波和电磁波都是以光速传播，引力波绝没有超光速，不会出现超距作用。
实际上电磁波比引力波晚1.7秒主要有下面几种可能。一，在中子星表面的第一次接触后的1.7秒内，伽马射线电磁波才被释放出来。即延迟释放或发射。短伽马射线暴起源于中子星合并，这里面有两种可能都能使伽马射线发射延迟。1，如果伽马射线暴不是产生于表面，而是产生于碰撞的中子星核心，肯定会有一个延迟，因为光需要时间传播到中子星表面，然后才能释放出来。
但引力波不会因穿过致密物质而延迟，原因在下面再讲。2，两个中子星的坚硬表面（由90%以上的中子和其他原子核以及电子在边缘形成）相互碰撞发生失控的核反应，导致大量物质喷射。而另一方面，中子星在太空中接近光速移动，随着产生的强磁场，物质必然会被弹射剥离，因为它们会吸入和融合，因此中子星周围有丰富的物质。如果伽马射线暴产生于合并后的喷射物质与周围物质的碰撞，而不是直接产生于中子星的合并，那就可能有延迟。
因为只要那些周围物质离中子星有几十万公里，那喷射物质和周围物质的碰撞后的高能物质产生的伽马射线就会被延迟，那这个延迟1.7秒就会被简单解释。二，短暴和引力波同时释放直接发射，但短暴延迟到达。伽马射线和引力波同时产生，但正如上面所说中子星周围有丰富的物质，伽马射线要通过周围的物质，因而被延迟。而引力波并不受影响，因为引力波是时空本身的波动，而电磁波是在时空的能量传播，必然受到时空中物质的扰动。
这个情况和上面第一种可能有相同的地方，不同的是，伽马射线通过的物质不同，一个通过的是中子星本身，一个通过的是中子星周围物质。三，我们受探测水平所限，也许没有探测到和引力波同步的短暴。在中子星并合的过程中，也许会发射多次短伽马射线暴，我们的探测水平只能探测到最强的一次，而这最强的这次是在产生引力波后一点发射的。
如何看待LIGO在2017年10月16日宣布的引力波最新探测结果？
刚刚获得诺贝尔奖的引力波团队又任性了。包括紫金山天文台和美国宇航局在内，全球竟有数十家天文研究机构联合宣布，将在16号的晚上10点宣布一个重大消息，内容暂时保密。紫金山天文台的公告里面，特别指出“我国天文学家将与LIGO/Virgo科学合作组，及全球各主要天文台同步发布重大天文发现”。LIGO就是2016年初宣布探测到第一个引力波信号的团队，领衔的三位科学家和工程师又在10月4日刚刚获得了诺贝尔物理学奖。
既然连LIGO的名字都出现了，而且全世界天文机构都知道了，那它显然也就不再是秘密了。果然有心的天文学家们略加分析，就把这个秘密掀了个底儿掉。比如中国科学院国家天文台博士生刘博洋（好年轻！）在他的微信号“天文八卦学”里在没有引用任何官方资料的情况下就把这事儿里里外外分析了一个遍（到底是内行看门道啊），赢得了许多媒体纷纷转载。
刘博洋分析，全世界主要天文台都参与进来了，那么就说明，传统天文台都“看”到了引力波源。天文学界有个好处，很多信息是公开的，尤其是使用大型观测设备需要提前申请。查阅最近世界主要天文台观测动向就发现，大家都去观测了1.3亿光年远处一个叫NGC 4993的星系，并且有人在推特上爆料说，“引力波源，带光学对应体”“初步判断是双中子星合并”。
那么说人话，这是个什么事儿呢？如果说LIGO和Virgo都是专门“听”引力波的装置，而此前发布的4次引力波事件都是黑洞合并造成的，发射引力波，但不发光。（记得吗？轮椅上的霍金老爷爷一直告诉我们，黑洞是黑的，它不发光！）那么这次是两个中子星（一种致密天体，一勺物质重达10亿吨）合并，他们会发光！一发光，大家就都看到了，所以才是几十家天文台联合发布。
你可能说，嗨，这算什么事儿啊，我还当天文学家发现外星人了呢。这新闻不就是炒作嘛，科学家怎么也成了忽悠了？其实仔细想想，我们不能这么说，娱乐新闻能炒作，科学新闻为什么不能炒作？其实新闻就是新闻，传播得更广，能够被更多人看到，那么这条新闻就是成功了。如果阅读量屈指可数，无论你说的是什么，那注定要淹没在信息海洋里。
这几年朋友圈里总会出现“科学忠骨无人问，戏子家事天下知”这样的文章，指责媒体和公众关注娱乐明星谁谁谁跟谁谁谁好上了，分手了，却不关注为科学进步作出巨大贡献的科学家们。最近一次对比是鹿晗（不需要我介绍他是谁了）和贵州那个直径500米世界第一的FAST望远镜之父、中国国家天文台研究员南仁东先生（你看我得写多少前缀，你还未必知道）。
南仁东先生在为中国科学界这个“世界第一”默默奋斗20多年之后，没有看到FAST第一批成果公布就去世了，而做出如此重大贡献的他今年才刚入选院士候选人，还是年龄最大的一位。在此之前，媒体上几乎找不到他的名字。出现这样对比，我觉得不能去指责娱乐明星善于炒作，而应该反思科学家为什么不会炒作。在科学界，美国宇航局是出了名的“善于炒作”，最近几年我们就看到好几次生动的案例，比如发现“地球2.0”，“新视野号”拜访冥王星，“卡西尼号”完成探测土星使命等，当然也包括首次探测到引力波的新闻。
美国宇航局和天文学家（比如探测引力波的吉普·索恩）甚至会参与到好莱坞科幻大片的制作之中去。每一次“炒作”都带来很好的新闻传播效应，美国宇航局、哈勃太空望远镜，甚至在世界范围内都是科学的象征。这些案例说明公众并非不关注科学新闻，而是科学机构能否按照科学传播规律去包装和发布新闻，争取媒体头条，吸引大众眼球。
当然了，科学的每一步进展，其实都算得上“大新闻”，因为科学进步正是这样每次前进一小步，最终悄悄地改变了我们对世界的看法。每次这样“一小步”的进展，也需要非凡的智慧和勇气。从科学史上回归牛顿、爱因斯坦的贡献，我们也同样可以看到他们是如何一小步一小步前进，最终震惊世人，改变历史的。我们可以生吞活剥登月第一人阿姆斯特朗说过的那句话，“大新闻”虽然是科学的一小步，对历史来说却是一大步。
，我们需要全社会各个方面，甚至主动地去了解肯定新闻，帮助传播“炒作”。让社会公众学会欣赏科学家们每一次的“重大消息”，欣赏这背后的艰苦努力和智慧火花。这样才能够让公众更多地支持科学家的工作，提供全民科学素质，增强创新能力。习大大说科学研究和科学普及是科学的两翼，“炒作”科学新闻，增强科学影响力，吸引更多人来了解科学家的工作，就是很好的科普普及形式啊。
公众更多地理解了科学新闻，也就对科学事业拥有了更多的知情权，不会被伪科学谣言忽悠。公众更多地了解科学，才会有更多的年轻学子选择投身科学事业！科学事业有多么重要！看看牛顿、爱因斯坦、霍金的地位我们就知道了。咱们国家长期以来对科学宣传不够重视，或者说科学家们不善于炒作科学新闻，以至于公众把科学家看作白胡子老爷爷，科学是高冷又不赚钱的事业。
比如今年的浙江省高，很多学生放弃物理，许多科学家惊呼，在今天这样一个，依靠科学创新参与国际竞争的时代，长此以往必将削弱我国的竞争力。当然大众理解起科学新闻来，要比理解娱乐新闻困难得多。正因为如此，美国宇航局这样的科学机构已经琢磨一套方法，在正式公布之前，会把相关信息（通稿）提前透露给媒体，约定限时保密。
也就是媒体记者可以开展采写工作，但不能公开，要等到在科学机构正式公布之时再发布新闻解读稿件。这样能够兼顾科学新闻的及时性和专业性。这次“引力波大新闻”亮点之一是中国的紫金山天文台南极天文中心能够跟美国宇航局联合发布，因为我国设在南极点冰穹A（也是我国第三个南极科学考察站）的“南极巡天望远镜”在这次科学观测中发挥了重要作用，这个望远镜是中国自主研发的首台全自动无人值守望远镜，由中国南极天文中心、中国科学技术大学、南京天文与光学技术研究所、南京大学天文与空间科学学院联合开发和维护。
文章TAG：位置图 蠡沟 LIGO 准确