引力波的过去、现在和未来，1893年奥利弗·赫维塞德提出引力波

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引力波

1、引力波的存在最早是在1893年由奥利弗·赫维塞德提出的

从爱因斯坦到李戈，引力波的存在最早是在1893年由奥利弗·赫维塞德提出的，当时这位自学成才的英国物理学家使用了一个类比，将引力的传播比作电的传播。1916年，爱因斯坦更正式地把它作为广义相对论的关键组成部分之一建立起来。起初持怀疑态度的科学家在随后的几十年里慢慢开始接受这一观点，因为更多支持爱因斯坦广义相对论的证据浮出水面。但是，在认为引力波存在，从而相信它们可以被测量之间有很大的差距。甚至爱因斯坦也对探测引力波的能力持怀疑态度。

爱因斯坦立刻意识到，这将是一个挑战。新任诺贝尔奖得主之一雷纳·维斯(Rainer Weiss)今早在马萨诸塞州剑桥的一次新闻发布会上说：“他刚刚发明的这个新东西，或者是他的方程式，永远不会在科学领域发挥作用。”

2、首次描述了如何使用干涉仪来探测引力波

1962年，俄罗斯物理学家米哈伊尔·格森希丁(MikhailGertsenshtein)和弗拉迪斯拉夫·普斯托沃伊特(VladislavPustovoit)发表了一篇论文，首次描述了如何使用干涉仪来探测引力波。1984年，一个最终将导致LIGO合作的委员会由Weiss和其他获奖者KipS.Thorne和RonaldDrever共同组成，后者于今年3月去世。

当LIGO在2002年开始运行时，它的灵敏度下降到了单个质子宽度的千分之一。今天，LIGO可以检测到十分之一大小的振动。虽然这看起来有点过火，但难以置信的灵敏度被证明是至关重要的，因为这仅仅是第一次引力波的探测。第一次发现是在2015年9月14日。从那时起，又宣布了三项新的检测，最近的一次仅仅是在过去的一周。

3、LIGO科学协作和室女座协作，在意大利运行着类似的引力波探测器

LIGO科学协作和欧洲室女座协作，在意大利运行着类似的引力波探测器，它们联合宣布了第四次引力波探测。宣布的探测标志着所有三个操作设施第一次检测到引力波信号。三重探测使科学家能够对信号进行三角测量，并比单独使用LIGO更精确地定位源。此外，室女座的探测器已完全不同的角度面对同样的引力波，这给科学家们提供了一条关于引力波的基本信息--引力波的极化，这就是时空在三个空间维度中被扭曲的方式。

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探测设备

1、未来更光明

恒星的亮度与恒星距离的平方成反比。例如，如果同一颗恒星的距离是它的两倍，那么它的亮度只有原来的四分之一。但是引力波的行为与光不同。“这对很多人来说是一件令人震惊的事情，因为这不是一个逆平方定律，”livingston的现任主管josphgiaime在接受“内部科学”的采访时说：“如果你能将[LIGO]的灵敏度提高2倍，你就能看到两倍远的距离，如果你能看到两倍远的距离，你就能看到宇宙中体积的八倍。”八倍的体积意味着更多的可观测物体。由于这令人难以置信的交易，LIGO和处女座的团队不断地试图进一步提高他们的仪器的灵敏度。

LIGO科学合作组织发言人戴维·休梅克(David Sho迈)上周在一次新闻发布会上表示：“我们将在明年对这些仪器进行调试，我们认为我们可以得到两个改进的因素。”“虽然我们在几个月的观测过程中看到了一些信号，但我们认为，在下一次观测中，这一频率将显著提高，一周或更长时间内可能会出现信号。”

目前有两个更大规模的干涉仪正在计划中。其中一个位于日本海大，名为Kamioka引力波探测器(KAGRA)，目前正在建设中，预计将于2018年投入运营。印度政府目前正在考虑另一种名为LIGO-印度的探测器。

2、太空探测器

现在研究人员已经证明我们确实能探测到引力波，天文学家们正在寻求将这个领域扩展到所谓的多波段引力波天文学。就像光学望远镜、X射线望远镜和射电望远镜一样，它们都能观察到电磁波的不同波段，并教我们关于宇宙的不同东西，在不同频段探测引力波也需要不同的探测器。例如，天文学家认为引力波的频率也远低于LIGO和室女座仪器所能探测到的频率，但是为了探测到这些波，干涉仪臂的长度需要更长更长的时间。

进入丽莎，目前由欧洲空间局领导的该项目将发射三颗卫星，每颗卫星将与另外两颗卫星相隔一百万公里进入一个轨道。基于地球的干涉仪的臂是长真空室，但空间可以方便地提供自己的真空。丽莎的卫星可以通过激光束连接在一起，并将作为一个单一的干涉仪。

结语：虽然听起来像是科幻小说里的一些东西，但丽莎实际上离现实很近了。今年早些时候，LISA--探路者作为LISA卫星的原型成功地完成了它的任务。试验卫星的性能甚至比科学家和工程师预期的还要好。尽管未来仍有一些技术挑战，尤其是卫星间测量的能力，但科学家们对该项目普遍持乐观态度。预计丽莎卫星将于本世纪30年代中期发射升空。“引力波研究的真正回报将在未来，”魏斯在后诺贝尔奖记者招待会上说。