據(jù)《福布斯》北京時(shí)間12月28日?qǐng)?bào)道，黑洞是宇宙中最令人不可思議的天體類型之一。它在一個(gè)很小的體積內(nèi)聚集有很大質(zhì)量，換句話說(shuō)，它的密度出奇地高，單個(gè)物質(zhì)微粒都不能保持正常形態(tài)，而是會(huì)坍塌為一個(gè)奇點(diǎn)。圍繞奇點(diǎn)的是一個(gè)被稱作事件視界的球狀區(qū)域，即使它以光速——宇宙內(nèi)最高的速度——運(yùn)動(dòng)，內(nèi)部的任何物質(zhì)都無(wú)法逃逸。
盡管人類知道有3種方法可以形成黑洞，發(fā)現(xiàn)存在數(shù)以千計(jì)黑洞的證據(jù)，但從未直接觀察到過(guò)黑洞，以及黑洞的事件視界，甚至沒(méi)有能證實(shí)事件視界的存在。不過(guò)，隨著明年“事件視界望遠(yuǎn)鏡”首批成果的公布，這一切將得到改變，天文學(xué)上最大的難題之一將得到解決。
黑洞并非是個(gè)“新概念”，數(shù)個(gè)世紀(jì)前，科學(xué)家就意識(shí)到，如果在一定體積內(nèi)累積更多質(zhì)量的物質(zhì)（也就是說(shuō)密度越來(lái)越大），其他物體要擺脫它產(chǎn)生的引力的束縛，就需要更快的速度。由于光速是物體運(yùn)動(dòng)的最高速度，因此，存在這樣一個(gè)臨界值，任何物質(zhì)都將被困在物體內(nèi)部。內(nèi)部的物質(zhì)將發(fā)生引力坍縮，任何微粒都將向中心奇點(diǎn)移動(dòng)，無(wú)法逃逸出來(lái)。因此，奇點(diǎn)是必然存在的，被事件視界所包圍。任何進(jìn)入事件視界內(nèi)的物質(zhì)都被困在內(nèi)部，在事件視界內(nèi)部，所有路徑都通向中心奇點(diǎn)。
隨著時(shí)間推移，黑洞能繼續(xù)吞噬更多物質(zhì)，其質(zhì)量和大小將以相同的比例增長(zhǎng)。如果黑洞質(zhì)量翻一番，其半徑也會(huì)翻一番；如果質(zhì)量增長(zhǎng)10倍，半徑也會(huì)相應(yīng)地增長(zhǎng)10倍。這意味著，隨著黑洞質(zhì)量增加，事件視界也會(huì)越來(lái)越大。由于沒(méi)有物質(zhì)可以逃逸出來(lái)，事件視界在太空中看起來(lái)就像是一個(gè)黑“洞”，它后面任何物體發(fā)出的光線都發(fā)射不出來(lái)。另外，根據(jù)廣義相對(duì)論的預(yù)測(cè)，這里還存在光線的引力彎曲現(xiàn)象。
Sagittarius A*黑洞位于銀河系中心，距離地球僅2.7萬(wàn)光年，而質(zhì)量相當(dāng)于太陽(yáng)的400萬(wàn)倍，這使得它成為從地球上看最大的黑洞。有些黑洞盡管質(zhì)量更大，但由于距離地球過(guò)于遙遠(yuǎn)，因此看起來(lái)反而沒(méi)有那么大。
如果擁有與地球大小相當(dāng)?shù)耐h(yuǎn)鏡，光線在地球與黑洞之間可以暢通無(wú)阻，我們就可以看到黑洞，一點(diǎn)問(wèn)題也沒(méi)有。部分波長(zhǎng)的電磁波不會(huì)受到宇宙物質(zhì)的影響，如果通過(guò)像無(wú)線電波這樣波長(zhǎng)較長(zhǎng)的電磁波觀察，我們就可能看到事件視界本身。雖然我們沒(méi)有大小與地球相當(dāng)?shù)耐h(yuǎn)鏡，但全球各地都有望遠(yuǎn)鏡，而且我們掌握把它們的數(shù)據(jù)綜合起來(lái)，“拼接”成一幅圖像的技術(shù)。事件視界望遠(yuǎn)鏡集當(dāng)前最優(yōu)秀的技術(shù)于一體，將能使我們首次“看到”黑洞。
事件視界望遠(yuǎn)鏡不是一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡，而是由分布在全球的15至20臺(tái)望遠(yuǎn)鏡組成的一個(gè)陣列，它們同時(shí)觀察同一個(gè)目標(biāo)。這些望遠(yuǎn)鏡間的最大距離為12000公里，它們可以看清大小為15微阿秒（一種天文單位）的物體：相當(dāng)于在地球上能看到月球上的一只蒼蠅。鑒于Sagittarius A*黑洞的距離和質(zhì)量，預(yù)計(jì)它在望遠(yuǎn)鏡“眼中”的大小應(yīng)當(dāng)為37微阿秒。通過(guò)使用無(wú)線電波觀察，我們應(yīng)當(dāng)能看到大量被黑洞加速的帶電粒子，而且應(yīng)當(dāng)存在一個(gè)“空白”區(qū)域——事件視界所在的位置。如果能恰當(dāng)?shù)亟M合這些數(shù)據(jù)，我們應(yīng)當(dāng)能首次描繪出黑洞的圖像。
事件視界望遠(yuǎn)鏡去年為Sagittarius A*“拍攝了第一張照片”，科學(xué)家已經(jīng)把數(shù)據(jù)綜合在一起，并對(duì)它們進(jìn)行分析。如果一切順利，2018年我們將獲得黑洞的首張“照片”?？茖W(xué)家將試圖回答下述問(wèn)題：黑洞的大小與廣義相對(duì)論的預(yù)測(cè)是否一致；事件視界是否像預(yù)測(cè)的那樣是圓形，還是扁圓或扁長(zhǎng)形等。
無(wú)論有什么樣的發(fā)現(xiàn)，首次獲得黑洞“照片”都是一項(xiàng)驚人的突破。對(duì)于黑洞的認(rèn)識(shí)，我們將不再局限于模擬或藝術(shù)家的想象，而是可以使用基于數(shù)據(jù)的首張黑洞照片。如果獲得成功，這將為進(jìn)一步研究鋪平道路：如果把望遠(yuǎn)鏡部署到太空中，研究范圍可以由一個(gè)黑洞擴(kuò)大到數(shù)以百計(jì)的黑洞。
? 中文名 引力波；外文名 Gravitational wave；別稱 Gravity wave；提出者 美國(guó)馬里蘭大學(xué)教授J·韋伯；提出時(shí)間 1959年；應(yīng)用學(xué)科 天文學(xué)、物理學(xué)、量子力學(xué)；適用領(lǐng)域范圍 天文觀測(cè)；報(bào)告發(fā)現(xiàn)時(shí)間 北京時(shí)間2016年2月11日23:30左右；發(fā)現(xiàn)地點(diǎn) 美國(guó)激光干涉引力波天文臺(tái)
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介紹
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愛(ài)因斯坦的
廣義相對(duì)論中，引力被認(rèn)為是時(shí)空彎曲的一種效應(yīng)。這種彎曲是因?yàn)橘|(zhì)量的存在而導(dǎo)致。通常而言，在一個(gè)給定的體積內(nèi)，包含的質(zhì)量越大，那么在這個(gè)體積邊界處所導(dǎo)致的時(shí)空曲率越大。當(dāng)一個(gè)有質(zhì)量的物體在時(shí)空當(dāng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，曲率變化反應(yīng)了這些物體的位置變化。在某些特定環(huán)境之下，加速物體能夠?qū)@個(gè)曲率產(chǎn)生變化，并且能夠以波的形式向外以光速傳播。這種傳播現(xiàn)象被稱之為引力波。
? 當(dāng)一個(gè)引力波通過(guò)一個(gè)觀測(cè)者的時(shí)候，因?yàn)閼?yīng)變(strain)效應(yīng)，觀測(cè)者就會(huì)發(fā)現(xiàn)時(shí)候時(shí)空被扭曲。當(dāng)引力波通過(guò)的時(shí)候，物體之間的距離就會(huì)發(fā)生有節(jié)奏的增加和減少，這個(gè)頻率對(duì)于這了引力波的頻率。這種效應(yīng)的強(qiáng)度與產(chǎn)生引力波源之間距離成反比。繞轉(zhuǎn)的雙中子星系統(tǒng)被預(yù)測(cè)，在當(dāng)它們合并的時(shí)候，是一個(gè)非常強(qiáng)的引力波源，由于它們彼此靠近繞轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的巨大加速度。由于通常距離這些源非常遠(yuǎn)，所以在地球上觀測(cè)時(shí)的效應(yīng)非常小，形變效應(yīng)小于1.0E-21?？茖W(xué)家們已經(jīng)利用更為靈敏的探測(cè)器證實(shí)了引力波的存在。目前最為靈敏的探測(cè)是aLIGO，它的探測(cè)精度可以達(dá)到1.0E-22。更多的空間天文臺(tái)(歐洲航天局的eLISA計(jì)劃，中國(guó)的中國(guó)科學(xué)院太極計(jì)劃，和中山大學(xué)的天琴計(jì)劃)目前正在籌劃當(dāng)中。
? 引力波應(yīng)該能夠穿透那些電磁波不能穿透的地方。所以猜測(cè)引力波能夠提供給地球上的觀測(cè)者有關(guān)遙遠(yuǎn)宇宙中有關(guān)黑洞和其它奇異天體的信息。而這些天體不能夠?yàn)閭鹘y(tǒng)的方式，比如光學(xué)望遠(yuǎn)鏡和射電望遠(yuǎn)鏡，所觀測(cè)到，所以引力波天文學(xué)將給我們有關(guān)宇宙運(yùn)轉(zhuǎn)的新認(rèn)識(shí)。尤其，引力波更為有趣的是，它能夠提供一種觀測(cè)極早期宇宙的方式，而這在傳統(tǒng)的天文學(xué)中是不可能做到的，因?yàn)樵谟钪嬖俸喜⒅?，宇宙?duì)于電磁輻射是不透明的。所以，對(duì)于引力波的精確測(cè)量能夠讓科學(xué)家們更為全面的驗(yàn)證廣義相對(duì)論。
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圖1：引力波譜；不同引力波源所對(duì)應(yīng)的頻率范圍（注意頻率是取了對(duì)數(shù)后的值），周期。以及所對(duì)應(yīng)的探測(cè)方式。
? 通過(guò)研究引力波，科學(xué)家們能夠區(qū)分最初宇宙奇點(diǎn)所發(fā)生的事情。原則上，引力波在各個(gè)頻率上都有。不過(guò)非常低頻的引力波是不可能探測(cè)到的，在非常高頻的區(qū)域，也沒(méi)有可靠的引力波源。霍金(Stephen Hawking) 和 以色列（Werner Israel） 認(rèn)為可能可以被探測(cè)到的引力波頻率，應(yīng)該在1.0E-7 Hz 到1E11Hz之間。
? 引力波在不斷的通過(guò)地球；然而，即使最強(qiáng)的引力波效應(yīng)也是非常小的，并且這些源距離我們很遠(yuǎn)。比如GW150914在最后的劇烈合并階段所長(zhǎng)的引力波，在穿過(guò)13億光年之后到達(dá)地球，最為時(shí)空的漣漪，也僅僅將LIGO的4公里臂長(zhǎng)改變了一個(gè)質(zhì)子直徑的萬(wàn)分之一，也相當(dāng)于將太陽(yáng)系到
? 我們最近恒星之間距離改變了一個(gè)頭發(fā)絲的寬度。這種及其微小的變化，如果不借用異常精密的探測(cè)器，我們根本是探測(cè)不到的。
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圖2：LIGO的兩個(gè)觀測(cè)站探測(cè)到了同一個(gè)引力波事件。上面為觀測(cè)得到的曲線，下面是和理論相比較之后的擬合結(jié)果。（來(lái)源于LIGO所發(fā)文章[6] ）
?引力波的探測(cè)歷史
? 在過(guò)去的六十年里，有許多物理學(xué)家和天文學(xué)家為證明引力波的存在做出了無(wú)數(shù)努力。其中最著名的要數(shù)引力波存在的間接實(shí)驗(yàn)證據(jù)——脈沖雙星 PSR1913+16。1974年，美國(guó)麻省大學(xué)的物理學(xué)家家泰勒（Joseph Taylor）教授和他的學(xué)生赫爾斯（Russell Hulse）利用美國(guó)的308米射電望遠(yuǎn)鏡，發(fā)現(xiàn)了由兩顆質(zhì)量大致與太陽(yáng)相當(dāng)?shù)闹凶有墙M成的相互旋繞的雙星系統(tǒng)。由于兩顆中子星的其中一顆是脈沖星，利用它的精確的周期性射電脈沖信號(hào)，我們可以無(wú)比精準(zhǔn)地知道兩顆致密星體在繞其質(zhì)心公轉(zhuǎn)時(shí)他們軌道的半長(zhǎng)軸以及周期。根據(jù)廣義相對(duì)論，當(dāng)兩個(gè)致密星體近距離彼此繞旋時(shí)，該體系會(huì)產(chǎn)生引力輻射。輻射出的引力波帶走能量，所以系統(tǒng)總能量會(huì)越來(lái)越少，軌道半徑和周期也會(huì)變短。
? 泰勒和他的同行在之后的30年時(shí)間里面對(duì)PSR1913+16做了持續(xù)觀測(cè)，觀測(cè)結(jié)果精確地按廣義相對(duì)論所預(yù)測(cè)的那樣：周期變化率為每年減少76.5微秒，半長(zhǎng)軸每年縮短3.5米。廣義相對(duì)論甚至還可以預(yù)言這個(gè)雙星系統(tǒng)將在3億年后合并。這是人類第一次得到引力波存在的間接證據(jù)，是對(duì)廣義相對(duì)論引力理論的一項(xiàng)重要驗(yàn)證。泰勒和赫爾斯因此榮獲1993年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。到目前為止，類似的雙中子星系統(tǒng)只已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了將近10個(gè)。但是此次發(fā)布會(huì)中的雙黑洞系統(tǒng)卻從來(lái)沒(méi)被發(fā)現(xiàn)過(guò)，是首次。
? 在實(shí)驗(yàn)方面，第一個(gè)對(duì)直接探測(cè)引力波作偉大嘗試的人是韋伯（Joseph Weber）。早在上個(gè)世紀(jì)50年代，他第一個(gè)充滿遠(yuǎn)見(jiàn)地認(rèn)識(shí)到，探測(cè)引力波并不是沒(méi)有可能。從1957年到1959年，韋伯全身心投入在引力波探測(cè)方案的設(shè)計(jì)中。最終，韋伯選擇了一根長(zhǎng)2米，直徑0.5米，重約1噸的圓柱形鋁棒，其側(cè)面指向引力波到來(lái)的方向。該類型探測(cè)器，被業(yè)內(nèi)稱為共振棒探測(cè)器：當(dāng)引力波到來(lái)時(shí)，會(huì)交錯(cuò)擠壓和拉伸鋁棒兩端，當(dāng)引力波頻率和鋁棒設(shè)計(jì)頻率一致時(shí)，鋁棒會(huì)發(fā)生共振。貼在鋁棒表面的晶片會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號(hào)。共振棒探測(cè)器有很明顯的局限性，比如它的共振頻率是確定的，雖然我們可以通過(guò)改變共振棒的長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整共振頻率。但是對(duì)于同一個(gè)探測(cè)器，只能探測(cè)其對(duì)應(yīng)頻率的引力波信號(hào)，如果引力波信號(hào)的頻率不一致，那該探測(cè)器就無(wú)能為力。此外，共振棒探測(cè)器還有一個(gè)嚴(yán)重的局限性：引力波會(huì)產(chǎn)生時(shí)空畸變，探測(cè)器做的越長(zhǎng)，引力波在該長(zhǎng)度上的作用產(chǎn)生的變化量越大。韋伯的共振幫探測(cè)器只有2米，強(qiáng)度為1E-21的引力波在這個(gè)長(zhǎng)度上的應(yīng)變量(2E-21米)實(shí)在太小，對(duì)上世紀(jì)五六十年代的物理學(xué)家來(lái)說(shuō)，探測(cè)如此之小的長(zhǎng)度變化是幾乎不可能的。雖然共振棒探測(cè)器沒(méi)能最后找到引力波，但是韋伯開創(chuàng)了引力波實(shí)驗(yàn)科學(xué)的先河，在他之后，很多年輕且富有才華的物理學(xué)家投身于引力波實(shí)驗(yàn)科學(xué)中。
? 在韋伯設(shè)計(jì)建造共振棒的同時(shí)期，有部分物理學(xué)家認(rèn)識(shí)到了共振棒的局限性，然后就有了前面提到的有基于邁克爾遜干涉儀原理的引力波激光干涉儀探測(cè)方案。它是由麻省理工學(xué)院的韋斯（Rainer Weiss）以及馬里布休斯實(shí)驗(yàn)室的佛瓦德（Robert Forward）在70年代建成。到了70年代后期，這些干涉儀已經(jīng)成為共振棒探測(cè)器的重要替代者。激光干涉儀對(duì)于共振棒的優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)：首先，激光干涉儀可以探測(cè)一定頻率范圍的引力波信號(hào)；其次，激光干涉儀的臂長(zhǎng)可以做的很長(zhǎng)，比如地面引力波干涉儀的臂長(zhǎng)一般在千米的量級(jí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)共振棒。
? 除過(guò)我們剛剛提到的aLIGO, 還有眾多的其他引力波天文臺(tái)。位于意大利比薩附近，臂長(zhǎng)為 3千米的VIRGO；德國(guó)漢諾威臂長(zhǎng)為600米的GEO；日本東京國(guó)家天文臺(tái)臂長(zhǎng)為300米的TAMA300。這些探測(cè)器曾在2002年至2011年期間共同進(jìn)行觀測(cè)，但并未探測(cè)到引力波。所以之后這些探測(cè)器就進(jìn)行了重大升級(jí)，兩個(gè)高新LIGO（升級(jí)版的LIGO）探測(cè)器于2015年開始作為靈敏度大幅提升的高新探測(cè)器網(wǎng)絡(luò)中的先行者進(jìn)行觀測(cè)，而高新VIRGO（升級(jí)后的VIRGO）也將于2016年年底開始運(yùn)行。日本的項(xiàng)目TAMA300進(jìn)行了全面升級(jí)，將臂長(zhǎng)增加到了3公里，改名為叫KAGRA，預(yù)計(jì)2018年運(yùn)行。
? 因?yàn)樵诘孛嫔虾苋菀资艿礁蓴_，所以物理學(xué)家們也在向太空進(jìn)軍。歐洲的空間引力波項(xiàng)目eLISA（演化激光干涉空間天線）。eLISA將由三個(gè)相同的探測(cè)器構(gòu)成為一個(gè)邊長(zhǎng)為五百萬(wàn)公里的等邊三角形，同樣使用激光干涉法來(lái)探測(cè)引力波。此項(xiàng)目已經(jīng)歐洲空間局通過(guò)批準(zhǔn)，正式立項(xiàng)，目前處于設(shè)計(jì)階段，計(jì)劃于2034年發(fā)射運(yùn)行。作為先導(dǎo)項(xiàng)目，兩顆測(cè)試衛(wèi)星已經(jīng)于2015年12月3日發(fā)射成功，目前正在調(diào)試之中。中國(guó)的科研人員，在積極參與目前的國(guó)際合作之外之外，也在籌建自己的引力波探測(cè)項(xiàng)目。
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中國(guó)引力波探測(cè)
? 從愛(ài)因斯坦在1916年預(yù)測(cè)出引力波，到2015年LIGO獲得直接觀測(cè)證據(jù)，整整跨越了一百年。在這一過(guò)程中，中國(guó)科學(xué)家也在不斷尋覓、追求。早在上世紀(jì)70年代，中國(guó)科學(xué)家就開始了引力波研究，可惜因種種原因停滯了十幾年，造成了人才斷層。直到2008年，在中科院力學(xué)所國(guó)家微重力實(shí)驗(yàn)室胡文瑞院士的推動(dòng)下，中科院空間引力波探測(cè)工作組成立，引力波的中國(guó)研究再啟征程。
? 目前，我國(guó)主要有三個(gè)大型引力波探測(cè)項(xiàng)目，一個(gè)是由中科院胡文瑞院士和吳岳良院士作為首席科學(xué)家的太極計(jì)劃，它非常類似于歐洲eLISA計(jì)劃。另外一個(gè)太空計(jì)劃是由中山大學(xué)羅俊院士領(lǐng)銜的“天琴計(jì)劃”，相比較太極，它將位于地球之上的10萬(wàn)公里軌道處，三個(gè)衛(wèi)星的間距也是大約在10萬(wàn)公里之上。第三個(gè)是由中科院高能物理研究所主導(dǎo)的“阿里實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”，阿里實(shí)驗(yàn)計(jì)劃是在計(jì)劃在我國(guó)西藏的阿里地區(qū)放置一個(gè)小型但具有大視場(chǎng)的射電望遠(yuǎn)鏡，從地面上聆聽(tīng)原初引力波的音符。這些項(xiàng)目現(xiàn)在預(yù)研階段。
? 這些探測(cè)都是利用激光干涉的方式。而我們的宇宙本身就已經(jīng)“創(chuàng)造”出了一種探測(cè)工具 — 毫秒脈沖星，它們是大質(zhì)量恒星發(fā)生超新星爆炸形成的高速旋轉(zhuǎn)的致密天體。這些旋轉(zhuǎn)極其穩(wěn)定的天體是自然界中最精確的時(shí)鐘。這些極其穩(wěn)定的恒星是自然界中最精確的時(shí)鐘，像燈塔一樣每“滴答”一次就向地球掃過(guò)一組信號(hào)。引力波可以通過(guò)雖然非常細(xì)微，但還是能夠察覺(jué)到的時(shí)間漲落而探測(cè)到。這就是脈沖星計(jì)時(shí)（Pulsar Timing）的方法。中國(guó)正在建設(shè)的500米口徑望遠(yuǎn)鏡，以及國(guó)際上正在建設(shè)的平方公里陣(SKA)射電望遠(yuǎn)鏡，都將監(jiān)測(cè)脈沖星，從而探測(cè)引力波的存在。
? 2016年6月16日凌晨，LIGO合作組宣布：2015年12月26日03:38:53 （UTC），位于美國(guó)漢福德區(qū)和路易斯安那州的利文斯頓的兩臺(tái)引力波探測(cè)器同時(shí)探測(cè)到了一個(gè)引力波信號(hào)；這是繼 LIGO 2015年9月14日探測(cè)到首個(gè)引力波信號(hào)之后，人類探測(cè)到的第二個(gè)引力波信號(hào)
[3] 。
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宇宙引力波源? 那么在我們的宇宙當(dāng)中，什么樣的天體才能夠撼動(dòng)產(chǎn)生可以探測(cè)到的引力波呢？對(duì)于地面上的探測(cè)器，通過(guò)認(rèn)為下面的四種可以產(chǎn)生：
? （1）旋進(jìn)(In-spiral)或者合并的致密星雙星系統(tǒng)。比如中子星或者黑洞的雙星系統(tǒng)。非常類似于發(fā)布會(huì)當(dāng)中的系統(tǒng)。
? （2）快速旋轉(zhuǎn)的致密天體。這類天體會(huì)通過(guò)周期性的引力波輻射損失掉角動(dòng)量，它的信號(hào)的強(qiáng)度會(huì)隨著非對(duì)稱的程度增加而增加?？赡艿暮蜻x體包括非對(duì)稱的中子星之類的。
? （3）隨機(jī)的引力波背景。非常類似于我們通常熟知的宇宙背景輻射，這一類背景引力波，也通常叫做原初引力波，它是早期宇宙暴漲時(shí)的遺跡。2014年由加州理工、哈佛大學(xué)等幾個(gè)大學(xué)的研究人員所組成的BICEP2團(tuán)隊(duì)曾宣稱利用南極望遠(yuǎn)鏡找到了原初引力波，但是后來(lái)證實(shí)為銀河系塵埃影響的結(jié)果。原初引力波的探測(cè)將是對(duì)暴脹宇宙模型的直接驗(yàn)證，對(duì)于它的探測(cè)依舊在努力尋找之中。
? （4）超新星或者伽馬射線暴爆發(fā)。恒星爆發(fā)時(shí)非對(duì)稱性動(dòng)力學(xué)性質(zhì)也會(huì)產(chǎn)生引力波。而直接探測(cè)到來(lái)自于這些天體的引力波，將是提供對(duì)這些天體最直接而且最內(nèi)部的信息。
? 以上的天體都能夠產(chǎn)生地面探測(cè)器所探測(cè)到的引力波信號(hào)（頻率大約幾到幾百赫茲）。還有一類天體，也能夠產(chǎn)生比較較強(qiáng)的引力波，只是產(chǎn)生的頻率比較低而已（頻率在0.01赫茲以下）。
? （5）超大質(zhì)量黑洞。在星系的中心，我們知道會(huì)有一個(gè)超大質(zhì)量黑洞的存在。星系在演化的過(guò)程當(dāng)中，會(huì)彼此合并，所以在某些星系中間，會(huì)有兩個(gè)黑洞。非常類似于LIGO所探測(cè)到的雙恒星級(jí)黑洞，這兩個(gè)雙黑洞在繞轉(zhuǎn)和最終的合并的之時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的引力波。這種引力波可以利用空間探測(cè)器來(lái)探測(cè)。
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天文上的意義
? 在過(guò)去的一個(gè)世紀(jì)，因?yàn)樾碌挠^測(cè)宇宙的方法使用，天文學(xué)已經(jīng)發(fā)生了改革性的變化。天文觀測(cè)最初使用可見(jiàn)光。400多年前，伽利略最早使用望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀測(cè)。然而，可見(jiàn)光僅僅是電磁波譜上的一小部分，在遙遠(yuǎn)的宇宙中，并非所有的天體會(huì)在這個(gè)特別的波段產(chǎn)生很強(qiáng)的輻射，比如，更有用的信息或許可以在射電波段得到。利用射電望眼鏡，天文學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了脈沖星，類星體以及其他的一些極端天體現(xiàn)象，將我們對(duì)一些物理的認(rèn)識(shí)推向了極限。利用伽馬射線，X射線，紫外，和紅外觀測(cè)，我們也取得了類似的進(jìn)展，讓我們給天文帶來(lái)了新的認(rèn)識(shí)。每一個(gè)電磁波譜的打開，都會(huì)為我們帶來(lái)前所未有的發(fā)現(xiàn)。天文學(xué)家們同樣期望引力波也是如此。
? 引力波有兩個(gè)非常重要而且比較獨(dú)特的性質(zhì)。第一：不需要任何的物質(zhì)存在于引力波源周圍。這時(shí)就不會(huì)有電磁輻射產(chǎn)生。第二：引力波能夠幾乎不受阻擋的穿過(guò)行進(jìn)途中的天體。然而，比如，來(lái)自于遙遠(yuǎn)恒星的光會(huì)被星際介質(zhì)所遮擋，引力波能夠不受阻礙的穿過(guò)。這兩個(gè)特征允許引力波攜帶有更多的之前從未被觀測(cè)過(guò)的天文現(xiàn)象信息。
