2015年，人类首次直接探测到双黑洞并合引力波事件。据《自然》近日报道，在这一历史性发现十周年之际，物理学家表示，尽管此后又观测到数百次时空涟漪，但这项研究才刚刚起步。

2015年9月14日，位于美国华盛顿州汉福德和路易斯安那州利文斯顿的激光干涉引力波天文台（LIGO）的两个设施探测到时空中涟漪的传递，这些涟漪起源于10多亿年前两个黑洞的合并。

这一里程碑的达成，经历了40多年的技术突破和实验手段改进。如今，观测到这样的黑洞“双星”已变得司空见惯。在过去10年里，LIGO探测器及其姐妹天文台（位于意大利的Virgo和日本的KAGRA）的灵敏度大约提高了一倍，这使它们能够监测的宇宙范围变为原来的两倍，其中包含的星系数量约是原来的8倍。

“我们现在平均3天就能观测到一对黑洞，这让我感到非常惊讶。”美国加州理工学院物理学家、LIGO天文台长期主任David Reitze表示，“未来情况只会越来越好。”

未来10年，美国和欧洲的研究团队都希望建造更大的天文台，以探测来自可观测宇宙任何角落的引力波。

美国引力波研究人员计划建造“宇宙探索者”（CE）探测器，这是类似LIGO的干涉仪，但其L形臂长度是LIGO的10倍，延伸达40公里。若按计划建成并运行，CE每年可探测10万次黑洞合并事件，基本能覆盖可观测宇宙中所有的黑洞合并现象。

美国锡拉丘兹大学物理学家Stefan Ballmer说，CE每年还会捕捉到超百万次的中子星合并事件，频率高达几秒一次。

与此同时，一项名为“LIGO A#”的升级计划有望在本世纪30年代初将现有观测灵敏度提高一倍以上，并将有助于测试最终应用于CE的前沿技术。改进措施包括提高干涉仪臂中激光器的功率。LIGO团队还计划在这些臂的末端安装更重、更稳定、反射率更高的悬挂镜。干涉仪通过测量激光在镜面之间往返所需时间的微小变化来探测引力波。

在欧洲，物理学家正致力于开发一款干涉仪“继任者”——爱因斯坦望远镜（ET）。ET将采用全新设计：其L形臂将弯曲成更锐利的60度角，重叠形成一个等边三角形。尽管ET10公里的臂长比CE的短，但它拥有两大显著优势。首先，它将建于地下200多米深处；其次，每条臂端部的反射镜将被冷却至略高于绝对零度的温度。

爱因斯坦望远镜艺术图。图片来源：Marco Kraan

这两个特点都将减少低频背景噪声。CE的优化频段与LIGO大致相同，约为10至1000赫兹，而ET的目标是将低频极限下探至1赫兹，从而使其能够探测到更大质量黑洞的合并事件。

迄今为止，欧洲各国政府对ET提案的反应令人鼓舞。意大利已承诺，如果该设施建在撒丁岛，将投入超过10亿欧元的建设资金。比利时和荷兰也为其边境地区马斯特里赫特附近的一个候选地点提供了类似数额的资金。德国政府也提出了另一个候选地点，位于德国东部的萨克森州。每个候选区域的可行性调查正在进行中，至少还有其他5个欧洲国家正在参与谈判。但是，在2027年之前，不太可能决定是否以及在哪里建造ET——包括能否分建在两个地点。