如何探测引力波

最近物理界被引力波被探测到的传言搞得沸沸扬扬，因为这着实是一件了不得的事情啊！如果你还不知道发生发生，猛戳《一则引力波的最新消息》恶补一下吧。

今天我就简单的给大家普及一下在那则最新消息里提到的激光干涉引力波天文台（LIGO）是如何探测引力波的。

下图就是此次传言的主角LIGO，一个L型的探测器，两个互相垂直的长臂，长为4000米。至从2002年开始就肩负着寻找引力波的艰巨使命。去年的时候进行了一次全面的升级。

通过四张图，你就能完全了解LIGO的运作原理。当然，实际去探测分析的过程却并没有想象中那么容易了。

从下图我们看到，一束激光被分成两束，并沿着两臂传播。探测器的管道采用不锈钢制成，激光在管道内的真空传播。

在两臂的末端设有反射器镜，激光遇到反射镜后返回到分束器。我们看到当两束激光返回分束器的时候，光的波长是相等的，两束光相遇时发生干涉，并完全抵消，也就是相消干涉。所以，我们可以预期在实验装置中的光子探测器不会看到任何的光。

但是，如果这个时候引力波出现，那情况就完全不同了。引力波会使时空扭曲，这就意味着，两臂的长度将受到影响，一个臂会轻微长于另一个臂。有节奏的对两臂拉升和挤压会持续到引力波完全通过。

如果两臂不再等长，当激光返回分光束并进行干涉的时候它们不再完全相消。那么光子探测器就会记录到干涉图样。但是这样的变化是非常小的，这也正是为何引力波如此难以被探测到。

虽然LIGO的科学家到目前为止并没有对此传言进行任何肯定或否定。但我们知道他们正在努力地分析数据并最终会给我们一个答案。