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摘要：有了所有这些工具和一些非常复杂的算法，科学家们能够量化信号确实是引力波的可能性。
LIVINGSTON，La。-离一幢大得可以从太空看到的大楼大约一英里半，路上的每一辆车都慢得像爬行一样。司机们知道要非常认真地对待每小时10英里（16公里）的速度限制：那是因为大楼里有一个巨大的探测器，它正在寻找有史以来最小规模的天体振动。毫不奇怪，它对周围的所有地球振动都很敏感，从过往汽车的隆隆声到地球另一边的自然灾害。
因此，在LIGO（激光干涉仪引力波观测仪）探测器工作的科学家们必须不遗余力地搜寻并清除潜在的噪音来源-减慢探测器周围的交通，监测地面上的每一个微小震动，甚至将设备悬挂在一个能使振动最小化的四极摆系统上-所有这些都是为了创造地球上最“安静”的振动点。
“所有的一切都是关于噪音捕捉，路易斯安那州LIGO探测器的探测器工程小组负责人珍妮恩罗米说：
为什么LIGO物理学家如此热衷于消除噪音和创造地球上最无振动的地方？要理解这一点，你需要知道什么是引力波，以及LIGO如何首先探测到它们。根据广义相对论，空间和时间是同一个连续体的一部分，爱因斯坦称之为时空。在时空中，快速加速的大质量物体会产生引力波，它看起来像一个小石子落在池塘表面时向外辐射的涟漪。这些涟漪揭示了宇宙结构本身的拉伸和收缩。
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你如何测量时空自身的变化测量装置会经历同样的变化吗？巧妙的解决方案是所谓的干涉仪。它依赖于这样一个事实：引力波沿一个方向拉伸时空，而沿垂直方向收缩时空。想象一下水面上的浮标：当波浪经过时，它会上下摆动。在引力波辐射地球的情况下，所有的东西都会轻微地来回摆动，而不是上下摆动。
路易斯安那州利文斯顿的LIGO探测器。这个巨大的探测器有几英里长的臂，用来探测引力波在我们星球上波动时时空的微小伸缩。（LIGO合作）LIGO探测器由一个激光光源、一个分束器、几个反射镜和一个光探测器组成。光离开激光，被分束器分成两个垂直的光束，然后沿着干涉仪的臂向下等距传播到两个反射镜，在那里光被反射回臂下。然后，两束光束击中探测器，探测器被放置在一个反射镜的对面。当一个引力波通过干涉仪时，它使其中一个臂稍长，另一个臂稍短，因为它沿一个方向延伸空间，同时沿另一个方向压缩空间。这种微小的变化记录在光撞击光探测器的模式中。LIGO的灵敏度水平相当于“测量距离最近的恒星（约4.2光年）的精度小于人类头发的宽度，”LIGO合作网站称，
能够探测到头发的宽度波，LIGO的博士后研究员Carl Blair研究光力学，或者光与机械系统的相互作用，他说，科学家们竭尽全力消除这种微调装置的任何潜在干扰。
首先，2.5英里长（4公里）的臂处于世界上最完美的真空中，意思是几乎没有分子，所以不是兴可以干扰光束的路径。探测器周围还有各种设备（地震仪、磁强计、麦克风和伽马射线探测器，布莱尔说，举几个例子来说，测量数据中的干扰并将其移除的
与爱因斯坦1919年的日食
有关，任何可能干扰或被错误解释为引力波信号的东西也必须被追查并消除。这包括探测器本身的缺陷——被称为噪音——或被仪器接收到的非天体物理干扰——被称为故障。物理学家甚至必须解释构成探测器反射镜的原子的振动和电子器件中电流的随机波动。在更大的范围内，小故障可以是任何东西，从一列经过的货运列车到一只口渴的乌鸦。
和小故障可能很难确定。当阿诺德·贝利加入利戈的探测器工程团队时，他的任务是找出一个特别令人讨厌的干扰来自哪里：测量重力波探测器周围地面运动的仪器记录到一个恒定的峰值，没有人知道为什么。经过几个月的不懈侦查，他找到了罪魁祸首：一块不起眼的岩石卡在地面和通风系统下的一些机械弹簧之间。由于岩石的缘故，弹簧无法阻止呼吸机的振动出现在探测器中，从而产生了神秘的信号。”“这是我工作中非常有趣的一部分，做侦探的工作，”贝利说大多数情况下，这都是简单的解决方案。“在寻找来自宇宙深处无穷小的振动时，真正的工作可能是非常实际的。”
最重要的，也许有三个探测器：除了路易斯安那州的一个，还有华盛顿汉福德的一个，还有意大利的第三个：“如果有东西是真的。”麻省理工学院物理助理教授、LIGO合作成员Salvatore Vitale说。如果它是一列货运列车或一块岩石卡在弹簧下面，那么它只会出现在三个探测器中的一个。
有了所有这些工具和一些非常复杂的算法，科学家们能够量化信号确实是引力波的可能性。他们甚至可以计算出给定检测的虚警率，或者计算出准确信号意外出现的可能性。例如，今年夏天早些时候发生的一件事，20万年不到一次的虚惊一场，使其成为一个极具吸引力的候选人。但我们得等到最终裁决出来。
这篇文章的报道部分得到了美国国家科学基金会的资助。
关于黑洞的9个想法会让你大吃一惊宇宙中最奇怪的12个物体物理学中最大的未解之谜最初发表在现场科学。”
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