什么是引力波 它是怎么被发现的(3)

▲图5-1 艺术家根据引力波信号GW170104想象的两个黑洞即将并合的场景06 可爱的引力波探测器LISA
LIGO探测到引力波可是一个非常了不起的技术成果。欧洲空间局（European Space Agency，ESA）想要更胜一筹，打算把引力波探测器送入太空。
这个探测器名叫太空激光干涉仪（Laser Interferometer Space Antenna，LISA），由1个母飞行器和2个子飞行器构成。这3个飞行器彼此相隔250万公里，在太空中排布成一个等边三角形，一同围绕太阳旋转（见图5-2）。
LISA用激光监测飞行器的间距，宛如一台精确的干涉仪。当有引力波途经此处，飞行器的间距会发生轻微改变，干涉仪便能探知到这一切。

▲图5-2 LISA的示意图07 为LISA铺路
2015年12月，LISA探路者探测器发射升空。作为LISA的开路先锋，它将对搭建太空干涉仪的技术和可行性进行测试和评估。进入太空后，LISA探路者在舱内放出两个测试金属块，让其自由漂浮，并用激光干涉仪测量它们的间距（见图5-3），随后，再以前所未有的精度（小于0.01纳米）随时监测它们的位置变化。

▲图5-3 LISA探路者放出两个测试金属块，让其自由漂浮，同时用高精度激光干涉仪测量它们的间距
探路者这么做的目的是想向大家展示，这两个金属块能够不受任何内部或外部的干扰，保持理想的自由落体状态。
尤其引人注目的是，探路者能够感知金属块的运动，并用微型推进器调整自身的位置，避免碰触到金属块。为了保证干涉仪的高灵敏性，做到这一点至关重要，因为探测器难免会受到诸如太阳风、微小流星体的撞击及舱内气体分子等多种干扰。
探路者的金属块彼此间距不过40厘米，可是，LISA的3个飞行器却彼此相隔几百万公里。为了确保LISA的距离测量和探路者的一样精准，探测器的灵敏度也会随体型的增大而提高。2017年6月，ESA宣布，经过LISA探路者的测试，太空干涉技术的表现超出预期，这意味着有此技术傍身的LISA一定十分灵敏，能够探测到引力波。
08 我们将会看到什么
与LIGO及地面上的其他引力波探测器相比，LISA对更大的天体系统发出的波长更长的引力波比较敏感，所以它能探测到前者探测不到的引力波，因而大大地提升了我们研究引力波的能力。
在产生引力波信号GW170104的事件中，发生并合的两个黑洞虽然质量很大，但它们的直径只有190千米和115千米，并合形成的新黑洞也仅有280千米宽。以宇宙标准来衡量，它们都是小不点。
只要是两个致密的天体（可能是白矮星、中子星或者黑洞）互相绕转构成的密近双星系统，在并合前一刻发出的引力波，LISA都可以探测到。比如发出引力波信号GW170104的双黑洞系统，LISA在两个黑洞并合前数周甚至几个月，就能探测到它们发出的引力波了。
这样一来，科学家就能确定系统的方位，还能准确地预测出并合的时间。这些信息的用处很大，能够帮助科学家找到它们的光学对应体。
09 超大质量黑洞
在银河系的中心，潜伏着一个超大质量黑洞，它的质量是太阳质量的400多万倍（见图5-4）。