新浪科技訊 北京時間10月15日消息，據英國廣播公司(BBC)網站報道，一項旨在搜尋宇宙中時空漣漪的實驗設備已經在近日啟動運行——設在美國華盛頓州和路易斯安那州的兩座實驗室從9月開始搜尋產生于遙遠宇宙事件的引力波穿過地球時留下的痕跡——這就是“先進激光干涉引力波觀測設施”(The Advanced LIGO facilities)，該項目此前剛剛經歷了一次重大技術升級。
科學家們相信當前這一設施的精度已經足以讓它們檢測到最為微弱的信號。這項實驗背后的先驅之一，美國著名理論物理學家基普-索恩(Kip Thorne)表示，如果這臺設施最終一無所獲，那么他將會“非常吃驚”。面對媒體，他信心滿滿地表示：“我們已經在那里了。我們已經進入球場，很顯然我們很快就會開球。”
引力波是一種由愛因斯坦廣義相對論所預言的現象。它表示的是當物質受到加速時產生的時空扭曲。但這種效應極其微弱，因此只有宇宙中發生的最為劇烈，規模最為巨大的事件才有可能在地球上最精密的測量設備中留下信號。
這樣的宇宙災難性事件可能包括黑洞或中子星之間的合并，或者在一些運氣比較好的情況下，可能也包括大質量恒星的爆炸事件(超新星)。而這里所采用的技術便是激光干涉。
設在美國兩處地點的LIGO實驗室工作原理完全一致——將一束光一分為二，并使其分別沿著一條長4公里的真空管道傳播。在此期間這一光束將被鏡面反復反射，并最終回到出發位置并重新合二為一，隨后這束光將抵達探測器。
如果在此期間由引力波穿過設施，那么這束激光應當會顯示出極其輕微的擾動——它將會受到極其輕微的拉伸或壓縮。而先進LIGO項目將能夠檢測出相當于一個質子直徑千分之一尺度上的長度變化。
另外，這臺超級設施靈敏度最高的波段頻率大約是在100赫茲左右，從聽覺角度來說大約就處在人類耳朵能夠聽到的最低頻率附近。也正是出于這一原因，對于引力波的探測常常會被形容為是“聆聽宇宙的聲音”。
美國加州理工學院是該項目的主要參與方，來自該機構的杰米-羅林斯(Jamie Rollins )表示：“這些探測器就有點像是我們在聆聽宇宙之音時所用的麥克風。就像在此之前我們在宇宙之聲面前一直是聾的，而現在我們開啟這臺設備，我們打開了我們的耳朵開始傾聽。”
LIGO項目最初于2002年開始啟動搜尋引力波的工作。隨后在2010年被關閉并開始了耗資約2億美元的技術升級改造。此次技術升級進一步降低了設施的“噪聲”水平，從而能夠更加精確的識別真實信號。
該項目具有廣泛的國際參與度，有很多國家的科研人員參與了項目的研制與運行。如英國科學家參與了LIGO設施內大量鏡面設備的研制與維護。
英國格拉斯哥大學的謝拉-洛萬(Sheila Rowan)表示：“所有鏡面都必須確保處于超安靜狀態，從而確保它們不會受到任何外界干擾，如此才能排除所有可能性而檢測出引力波產生的微弱影響。”在技術升級之后，整個設施在正式啟動之前先經過了數周的工程試運行，隨后在國際標準時(GMT)上周五15：00(北京時間周五23：00)進入正式科學探測模式。
和所有其他設備一樣，LIGO設施也需要通過階段性的技術升級來提升其探測靈敏度。此次技術升級將讓LIGO設施的探測靈敏度提升10倍，兒經過進一步調整，在這個10年結束的時候其靈敏度還將能夠提升3倍。
兩座LIGO實驗室之一的美國漢福德LIGO實驗室首席科學家維恩-山德伯格(Vern Sandberg)表示：“我個人最喜歡LIGO項目的一點就是它幾乎用盡了整個物理學領域的相關技術和知識，從最為艱深的固體物理與表面物理，到激光，電子，量子力學等等，所有的物理學分支領域。”他說：“在這個領域工作令人愉悅，但同時它也可能令人沮喪。運氣好的話，我們再過幾個月就能知道結果究竟如何。”
現在，科學家們能做的就是耐心等待宇宙的回應，等待一次重大的宇宙事件——或許是兩個黑洞相互合并，也或者是一次猛烈的超新星爆發。
在LIGO設施運行期間，超級計算機將不間斷對海量數據進行分析篩選，從中搜尋任何符合模型預期的信號模式，而那些完全意料之外的信號同樣值得引起科學家們的密切關注。
基普-索恩指出：“首次記錄到引力波從來就不是建造LIGO設施的最大動機。”他說：“最大的動機是我們想要打開通向宇宙的一扇嶄新窗戶，想要看一看我常說的‘扭曲的宇宙’，這是我們此前從未得見的，觀察那些完全或部分由于時空扭曲而產生的結果或現象。當我們真的得到一些結果時，那可真是美妙極了！”
本文標題：傾聽宇宙的聲音：先進引力波觀測設施開始運行
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