构造

探测器采用迈克耳孙干涉仪和法布里－珀 罗干 涉仪的原理（ 吉莱-图努瓦干涉反射镜 （ 英语 ： Gires–Tournois etalon ） ），主要部分是两个互相垂直的长臂，每个臂长4,000米（13,000英尺），臂的末端悬挂着反射镜。管道采用不锈钢制成，直径1.2米（3英尺11英寸），内部真空度为10 大气压。大功率的激光束在臂中来回反射大约50次，使等效臂长大大增加，形成干涉条纹。引力波会造成光程差发生变化，导致干涉条纹发生移动。

历史

  LIGO汉福德探测器的北侧干涉臂

引力波是爱因斯坦的广义相对论预言的一种时空波动，激光干涉引力波天文台设计目标是检测密近双星、超新星爆发、致密星的合并、宇宙弦、黑洞、中子星等天体物理过程中产生的引力波。20世纪60年代，美国科学家约瑟夫·韦伯建造了铝制的棒状引力波探测器，试图用共振（谐振）原理探测引力波，后来世界各国又陆续建造了一些棒状探测器，但是效果并不理想。1970年代，加州理工学院的莱纳·魏斯等人意识到用激光干涉方法探测引力波的可能性，但是引力波的探测要求仪器的灵敏度达到能够检测长度到为10 量级的变化，也就是1,000米（3,300英尺）的长度上变化10 米，相当于质子尺度的千分之一，对技术的要求极其苛刻。20世纪90年代，如此高灵敏度所需的技术条件逐渐成熟。1991年，麻省理工学院与加州理工学院在美国国家科学基金会的资助下，开始联合建设激光干涉引力波天文台。为了降低地震对系统带来的干扰，光学装置安装在结构复杂的防振台上，为降低空气分子热运动的影响，光路中抽成10 大气压的真空。此外还要在路易斯安那州和华盛顿州建造两个相同的探测器，彼此相距3000千米。只有两个探测器同时检测到的信息才有可能是引力波的信号。

2016年2月11日，LIGO和VIRGO共同宣布首次探测到了引力波。

2016年6月15日，LIGO发布声明表示，第二次直接探测到引力波，其发生于2015年12月26日。从分析相关探测信号，学者认为，该事件是由两个质量分别为14.2 (+8.3, −3.7)M⊙与 7.8 (+2.3, −2.3)M⊙的黑洞合并所造成，其发生地点离地球有14亿光年之远。利文斯顿探测器先探测到引力波，1.1 msec之后，汉福德也探测到引力波。在1秒钟的探测期内，信号频率从35 Hz升高至450 Hz。这并合事件被命名为“GW151226”．这探测结果更加证实了广义相对论。

先进LIGO

激光干涉引力波天文台于1999年11月建成，耗资3.65亿美元。2005年，激光干涉引力波天文台开始进行改造，包括采用更高功率的激光器、进一步减少振动等。改造之后的探测器灵敏度将提高1个数量级，称为先进激光干涉引力波天文台（ Advanced LIGO ）。

未来

"LIGO-印度"是倡议中的LIGO实验室和 印度引力波观测组织 （ 英语 ： Indian Initiative in Gravitational-wave Observations ） （INDIGO）之间拟议的合作项目，旨在打造印度的世界级的引力波探测器。

参见

爱因斯坦望远镜- 欧洲第三代引力波探测器

Einstein@Home- 可以下载的分布式志愿者计算程序可以帮助LIGO/GEO团队分析数据

广义相对论的实验验证

引力波天文学

汉福德区

GEO600 （ 英语 ： GEO600 ） - 位于德国汉诺威的一个引力波探测器

处女座干涉仪- 一个类似于LIGO的干涉仪，靠近意大利比萨

参考文献

延伸阅读

Kip Thorne, ITP & Caltech. Spacetime Warps and the Quantum: A Glimpse of the Future. Lecture slides and audio

Rainer Weiss, Electromagnetically coupled broad-band gravitational wave antenna , MIT RLE QPR 1972

外部链接

LIGO Scientific Collaborationweb page

LIGO Laboratory

LIGO Newsblog

Living LIGOblog: answering questions about LIGO science and being a scientist by LIGO member Amber Stuver

Advanced LIGO homepage

Columbia Experimental Gravity

American Museum of Natural History film and other materials on LIGO

40 m Prototype

Earth-Motion studiesA brief discussion of efforts to correct for seismic and human-related activity that contributes to the background signal of the LIGO detectors.

Caltech"s Physics 237-2002 Gravitational Waves by Kip ThorneVideo plus notes: Graduate level but does not assume knowledge of General Relativity, Tensor Analysis, or Differential Geometry; Part 1: Theory (10 lectures), Part 2: Detection (9 lectures)

Caltech Tutorial on Relativity— An extensive description of gravitational waves and their sources.

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