下面講一下引力波激光干涉探測器的基本原理，它是一束激光打進來以后分成兩束，兩束在兩頭上都有一個測試物質。反射回來以后，從原理上來講，如果這兩個臂嚴格等長的話，在成像儀上所能看到的光，是抵消的，看不到任何信號。但是如果我們講，這個引力波從垂直方向掃過天文臺的時候，它就會改變兩個臂的長短，這時候從成像儀上就會看到這樣的信號。為了做好激光干涉效果，我們不僅擁有邁克爾遜干涉儀，我們還加了很多輔助手段，比如，加入了反射鏡，使得激光在這兩個臂里會反射很多次，可以加長測量的距離。就是我們講的，時空是相對的，但是唯一不變的就是光。

我們的地面激光干涉天文臺的頻段主要集中在十赫茲到一千赫茲，它對應的是致密星體最終爆發(fā)的引力波信號。達到這樣的精度，其實是很不容易的。一個精度在不同的階段，是會受到不同噪聲影響的。最終調到這樣的精度，是非常不容易的，也是歷經了十多年的時間。

這兩個天文臺在引力波掃過的時候，對激光干涉儀產生了一秒的時空壓縮和伸長。我們這個成像儀探測到了不到一秒的信號。這個信號經過兩個天文臺之間距離的時間是6.9毫秒。通過這個信號，我們反推，也就是說這個引力波源從哪來的？它來源于一個雙黑洞并合，那它的質量有多大呢？兩個黑洞，一個是29倍太陽質量，一個是36倍太陽質量，它們并合以后的這個黑洞，按理說應該是65倍太陽質量，但是實際上它并合以后只有62倍太陽質量。也就是說在不到一秒的時間里，有三個太陽質量的能量，以引力波的形式從物質轉換成為引力波，穿越進時空里面去，以引力波的方式發(fā)射出來。

實際上從概率的角度講，宇宙里面有很多的黑洞，如果按照這一次探測到引力波的概率計算，未來我們的天文臺精度再提高三倍的話，可能會每周都會探測到這樣的信號。如果宇宙每周都有這樣信號的話，就是無時無刻都有很多這樣的黑洞，或者是劇烈運動的天體并合。所以，這個跟我們平?？吹降撵o謐的星空是不一樣的，這是一個劇烈運動的宇宙，而地球能夠存在這樣的一個宇宙中，而且還能這么安靜的存在，實際上地球才是一個奇跡。

那為了探測到這樣的信號，去造這樣的一個探測器本身技術也有很多挑戰(zhàn)。后邊花一點時間把探測器本身的一些技術難題跟大家講一下。

比如，這張圖，我自己在天文臺值班的時候照的，這就是一個臂，一個四公長的臂。這個臂外面是一個防護水泥罩，里面是真空腔。為了達到測量精度，避免任何不必要的干擾，這個真空系統(tǒng)是完全必要的。如果這里面有空氣分子，對激光的穩(wěn)定性就會有影響。這兩個真空腔交匯的地方，就是成像儀所在的地方。所有的光學儀器都是在真空里面運行的。

第二個難題在于激光本身，激光本身要非常穩(wěn)定，所謂穩(wěn)定就是它的頻率的穩(wěn)定。不但是要穩(wěn)定，而且這個能量要高，這件事是兩個相互矛盾的兩件事。如果做一個高功率的巨大激光，不要求穩(wěn)定性，這個也是可以做到的。但LIGO這個引力波激光干涉儀，它的探測要求是既要一定的能量，又要穩(wěn)定，這對于激光技術的要求非常高。