50次引力波事件是什么？引力波这么好找吗？

经过几个月的彻底分析，，2020年10月28日，LIGO科学合作组织和Virgo合作组织联合发布了一份最新的引力波暂现目录GWTC-2(Gravitational-Wave Transient Catalog)。该目录包含了50次引力波事件，其中11个来自第一份引力波目录GWTC-1，另外39次来自2019年4月1日到10月1日期间所进行的LIGO/Virgo第三阶段观测的前半段(O3a)。

当2015年被侦测到，天文学界为之震惊;当2017年6月被发现时，人们一致认为引力波探测将进入;当2017年10月16日晚，全球天文学家共襄盛举，共同宣布发现，标志着多信使天文学的大门正式开启。随后，引力波的新闻似乎便不是太火热，而这恰恰说明发现引力波已经不是什么太稀奇的事了。

天文学家与工程师们仍然在不断努力提升引力波探测器的能力。第一阶段(O1)为2015年9月12日~2016年1月19日，观测到3个事件;第二阶段(O2)为2016年11月30日~2017年8月25日，期间观测到8个事件。而第三阶段 前半段仅仅半年内便捕捉到39个引力波事件!探测次数的急剧增加是由于设备又有了不少重大改进，包括增加激光功率、改进反射镜，以及量子压缩技术的应用(quantum squeezing technology)。总的来说，这些措施得到的结果就是，相较于O2，灵敏度进一步提升，且可检测信号的范围增加了约60%。此外，探测器可靠性也得到了提升，能够在不中断的情况下工作更长的时间，从而增加了捕捉经过的引力波信号的机会。我们用“占空比”(duty cycle)，即工作时间占总时间的比例来描述，VIRGO的占空比为76%，这意味着它在4月1日至10月1日期间有139天保持运行。LIGO-Hanford和LIGO-Livingston两台探测器的占空比分别为71%和76%。在将近82%的时间里，有两个探测器同时运行，而三个探测器同时运行的时间也达到了44.5%。鉴于这些仪器的复杂性以及周围地质环境的干扰，这些绝对是个了不起的成就。

如此多的数据，自然就有了统计学上的意义，我们可以开始更好地了解宇宙中黑洞和中子星的数量，比如黑洞质量的分布到底是个什么规律，中等质量黑洞和大质量黑洞们经历了怎样的“打怪升级”之路。那么多样本也能最大化地帮助我们提取黑洞的相关物理信息，例如黑洞的自旋等。这份星表中显示，一些并合黑洞的自旋与其轨道角动量不一致，于是它们是如何形成的就成了一个值得探讨的问题，这些发现有助于我们探索双星形成的机制。不仅如此，大量的引力波信号能让我们以前所未有的方式来检验爱因斯坦的广义相对论，通过将观测数据与理论预测进行比较，我们能获得对引力性质的最严格的限制。没有什么比洞察宇宙最本质的物理规律更让人兴奋的了。到目前为止这50个引力波信号与爱因斯坦理论中所预期的黑洞行为完全一致!

就如前文所说，GWTC-2星表中的39个新发现只不过是LIGO和Virgo第三阶段观测的前6个月。目前正在分析剩余五个月的结果，相信引力波事件的数量还将大幅增加。而此时，LIGO和Virgo又在进行新的升级了。第四阶段的观测计划于2022年年中开始，届时日本的KAGRA低温引力波探测器(Kamioka Gravitational Wave Detector)也将加入进来，人类的引力波探测能力或许还将再上一个台阶。更多令人振奋的发现就在眼前!

关键词： 引力波