在爱因斯坦预言引力波存在的近一个世纪后|看不见摸不着的引力波，LIGO如何捕捉？答案无法想象( 四 ) 在爱因斯坦预言引力波存在的

恒星核心在变成超新星时的坍缩也会产生引力波，除非坍缩是球对称的。然而，在这种情况下，引力波能量的最大预期量要比双星合并时小得多（至少相差10^7倍）。这意味着，只有在坍缩发生在我们附近的银河系或其较小的卫星星系——大小麦哲伦星云时，才能探测到来自核坍缩的引力波。
“多信使天文学”时代
无论引力波来自何方，首次直接探测到引力波都将是重大新闻。它将证实广义相对论的预测，更重要的是，它还将为天文学家、天体物理学家和引力理论家提供有关他们研究的天体的全新信息。的确，天体物理学家希望有朝一日，引力波天文台能像今天的光学望远镜一样常用。如果它实现了，引力波可能会从根本上改变我们对宇宙的认识，就像无线电波和x射线天文学改变了我们对宇宙的认识一样，从埃德温·哈勃（EdwinHubble）在可见波段观测到的平静而沉默的星系，变成了我们今天所知的充满了类星体和脉冲星、黑洞和中子星的喧闹宇宙。在某种情况下，甚至可能用光学望远镜、中微子探测器和引力波天文台来观测超新星等宇宙事件——这是一被称为“多信使天文学”的新型科学。

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多信使天文学的四种信使——宇宙射线，中微子，引力波，光子（图片来源：Inverse）
更简单地说，在LIGO或其他地面天文台的探测也可能为更有野心的后续项目铺平道路。 LIGO的博士后德怀尔就是致力于下一代探测器规划的小组成员之一。她说，一个臂长40km的地下天文台可以使灵敏度再提高10倍，理论上，它可以探测到大爆炸后10亿年产生的引力波——相当于一个时空区域，比aLIGO当前灵敏度的范围大得多。
【在爱因斯坦预言引力波存在的近一个世纪后|看不见摸不着的引力波，LIGO如何捕捉？答案无法想象】更雄心勃勃的计划是在太空建立一个引力波观测站。例如，欧洲航天局（EuropeanSpaceAgency）的eLISA项目的设计要求将三颗卫星排列成“L”形，这样每一条“臂”（由真空区域构成）的长度为100万km 。这段分隔开的距离将被监测，以探测频率在0.03mHz到100mHz之间的引力波，低于这个波段，航天器将受到太阳辐射压、太阳风和宇宙射线波动的冲击。在这个范围内，预期的引力波源包括星系的短周期双星系统和超大质量黑洞双星系统。一旦引力波探测在地球上成为常规项目，新的想法，甚至超越eLISA的想法，必将层出不穷。天空，不，宇宙，才是极限。

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图片描绘了从星系中心的巨大黑洞双星系统发出的引力波，底部的蓝色波形是LISA（LaserInterferometerSpaceAntenna）将从此类事件中检测到的信号类型，顶部的四个方框代表波源的四个主要类型。（图源：NASA）
脉冲星探测器
30多年前，小约瑟夫?泰勒（JosephTaylorJr）和乔尔?韦斯伯格利（JoelWeisberg）利用用拉塞尔?赫尔斯（RussellHulse）和泰勒在1974年发现的一种新型脉冲星，进行了一系列巧妙的观测，这些观测结果暗示了引力波的存在。脉冲星PSRB1913+16是一颗高速自转并发射出电磁辐射的中子星，其运行轨道环绕着另一颗未观测到脉冲的中子星。广义相对论预言，这样的一个系统将以功率P辐射出能量E：

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其中， m1和m2是两个天体的质量，二者以圆形轨道相互环绕，距离为r（椭圆轨道的计算和表达式会稍微复杂一些）。需要注意的是，辐射功率P是负的，因为当两个天体呈螺旋式向对方靠近时，系统在失去能量。