看不见摸不着的引力波，LIGO如何捕捉？答案无法想象( 三 ) 在爱因斯坦预言引力波存在的

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在澳大利亚国立大学引力物理学研究中心进行的压缩光实验（图片来源：ANU）
和所有的粒子一样，压缩光中的光子也遵循不确定性原理：任何两个互补属性（比如振幅和相位）的不确定度之积总是等于或超过?/ 2（?为约化普朗克常数）。压缩光的特别之处在于，其中一个变量的不确定性被“压缩”了下来，而另一个变量的不确定性则相应地“膨胀”了起来。在LIGO中，相位的波动被压缩，这样可以更精确地测量复合光束的相移。当然，这意味着光束振幅的波动变得相对较大，因此， aLIGO中所使用的镜面物体在合理范围内尽可能加重这件事就变得更加重要了。
德怀尔解释说LIGO并不是第一个使用压缩光的引力波干涉仪。这项殊荣属于德国萨斯泰特（Sarstedt）的GEO600实验，该实验从2011年开始使用压缩光，现在仍在常规运行中使用这项技术。那里的物理学家发现，在特定的频段（约3kHz），光的压缩可以将量子噪声降低三分之一，使设备在该频段内的引力波探测速度提高（3/2）^3倍（约为3.4倍）。对于LIGO来说，德怀尔在她的博士论文中指出，使用压缩光将使探测器的灵敏度提高80% ，从而使探测率提高近6倍。

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2011年GEO600的新型压缩光激光器（图片来源：马克斯·普朗克引力物理学研究所）
知道要找什么
实验人员专注于升级LIGO的物理组件，理论专家们则一直在改进他们对引力波信号的理解。为帮助识别经过的引力波，数值相对论科学家们计算了几种由最可能的引力波源产生的波形。多亏了他们的努力， LIGO上记录的任何一个信号都可以与约1万个由中子双星系统产生的引力波波型、约10万个由黑洞双星系统产生的引力波波型，和约100万个由中子-黑洞双星系统产生的引力波波型相比较。最后这个数据比其他的要大，是因为黑洞的角动量可以与双星的轨道角动量结合，产生更为复杂的波形。

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这些图显示了由位于利文斯顿和汉福德的两个LIGO探测到的引力波信号， x轴为时间， y轴为应变。这些信号来自两个正在合并的黑洞，每个黑洞的质量都是太阳的30倍，位于13亿光年之外。上面两个图显示了从两个天文台接收到的数据以及预测波形，预测波形根据爱因斯坦广义相对论的方程式得出，其中还包含了该仪器一直存在的噪声。如图所示， LIGO的数据与爱因斯坦的预测非常接近。最后的图表比较了来自两个探测器的数据，正如图中所示，两个探测器都目击了同样的事件，证实了探测结果。（图片来源：LIGO Caltech ）
除了建立预期波形的数据库外，一些研究人员还一直在开发算法，这些算法用于寻找来自其他未知来源的引力波信号。纽约雪城大学（ Syracuse University ）的引力波天文学家邓肯·布朗（Duncan Brown）解释说，这种类型的搜索（被称为“突发”搜索）并没有对它所搜寻的波形做任何假设。“那样的话，当夜晚时分宇宙中发生突发事件时， LIGO就会感觉到， ”他补充道。
天文学家还计算出了aLIGO在接近其设计灵敏度时可能会看到多少事件。中子双星系统被认为是最有希望的引力波源，研究人员（基于传统望远镜的观测）估计， aLIGO在运行的第一年最多可以看到三场双星合并——两颗恒星合并形成一个天体的天文现象。在第二年，随着进一步的技术改进，宇宙被观测到的部分将会扩大，它可能会看到20场双星合并，四年后可能会有200场。但它也可能什么也看不见。虽然那可能会让人感到意外，但还是这样的可能性：尽管进行了升级，噪声仍可能会淹没引力波信号；双星合并的发生频率可能比天文学家预想的要低；甚至，双星合并结束的强场非线性引力区域，已经超出了广义相对论的适用范围。