黑洞里面是什么 :超大质量黑洞可以吞噬恒星

几十年来，科学家一直希望能够通过检测引力波来“收听”猛烈的天体物理学事件。引力波的存在是爱因斯坦于1916年预言的，可以被描述为时空几何体中的振荡扭曲，但在之前它们从来没有被直接检测到过。现在，在一篇优秀的论文中，科学家向我们讲述了他们在激光干涉仪引力波天文台（LIGO）检测到引力波的经过。他们的发现为宇宙中双黑洞系统可以存在与合并的观点提供了第一条观测证据。

移动的质量可以产生引力波，引力波与电磁波相似，也以光速传播。在传播的过程中，引力波会在与传播方向垂直的平面上将时空压缩或拉伸。然而，因为它们造成的这种扭曲非常小，想要检测到是极度困难的：即使是天体物理学事件产生的最强引力波，也只能导致10-21数量级上的长度变化。

 

 

被黑洞引力甩出去的恒星

 

升级版LIGO包括两个检测器，每个检测器都是一个迈克尔逊干涉仪，由两条长达4千米的光学共振腔组成。干涉仪的设计保证了在没有引力波信号的时候，从两条臂中穿过的激光到达光电探测器时的相位正好相差180°，因此不会产生信号。引力波沿着与检测器平面垂直的方向传播，会破坏这种完美的相消干涉。在它的第一个半周期，引力波会延长一个臂而缩短另一个臂;在第二个半周期，这种变化就会反过来。这种长度变化会导致激光束之间的相位差异，使光能信号到达光电探测器。用两台这样的干涉仪，LIGO就可以排除只在一台检测器上出现的杂散信号（例如当地的地震波）。

 

 

黑洞资料图

 

LIGO的灵敏度十分卓越：它可以检测到两个臂长之间小于一个原子核直径的长度变化。LIGO的最大挑战是检测器的噪音，主要有地震波、热运动和光子散粒噪声。这些干扰可以轻易遮蔽掉引力波产生的微弱信号。2015年完成的升级把检测器在100赫兹至300赫兹的灵敏度提高了3倍至5倍，在60赫兹以下的灵敏度则提高了10倍以上。这些改善加强了检测器对更远处的信号源的灵敏度，这对探测到引力波至关重要。