一年半以前，当一些引力波穿过地球时，人们首次探测到引力波。两台极其灵敏的探测器——一台在华盛顿州，一台在路易斯安那州——捕捉到了时空中的扭曲，这次扭曲源自两个正在合并的黑洞。当负责探测器（称为激光干涉引力波天文台 (LIGO)）的科学家在五个月后宣布这一发现时，它引起了国际轰动，并成为 2016 年最重要的物理学新闻。物理学家们数十年来一直在寻找引力波的直接证据，阿尔伯特·爱因斯坦在 1916 年首次预言了引力波的存在。
尽管这项突破令人印象深刻，但它留下了一些关键问题尚未解决。其中最主要的问题是：波源在哪里？如果一切按计划进行，科学家们可能很快就能够解决未来探测中的这个问题。
今年春天，物理学家们正准备重新启动第三台引力波探测器，称为处女座探测器，位于意大利城市比萨附近。当 LIGO 在 2015 年 9 月收到两个信号时，处女座探测器处于离线状态并正在进行升级。随着这三台巨型仪器的运行，科学家们希望显着改进确定引力波源的工作。对“三重命中”——相同的波使所有三个探测器变形——的快速响应可能使地面望远镜能够聚焦于由探测器约束的三角天空区域，并可能发现波 emanate 的碰撞。
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引力波探测器形状像一个巨大的字母 L，带有公里长的“臂”，当波使探测器臂的长度变化小于质子直径时，它会拾取时空中的扭曲。但是，单独运行的这些超灵敏探测器之一无法排除地球上源引起的振动。每个探测器都监测宇宙的广阔区域：视场覆盖地球周围天空的约 40%，这大致相当于站在沙漠中并绕圈旋转所看到的情景。尝试从所有这些中挑出一个微弱的星星。
处女座探测器的两个正交臂（此处显示一个）每个跨度三公里，并在真空中容纳光学元件。该系统对引力波引起的畸变敏感。图片来源：Claudio Giovannini Getty Images
LIGO 的双探测器方法一直是另一个关键原因。引力波以光速传播，但除非它们恰好正面击中两个探测器，否则每个探测器记录到扰动之间存在毫秒级的差异。测量这种延迟使科学家能够计算冲击方向，将其追溯到天空，并将波的起源缩小到一个更小的区域——对于 2015 年的探测，这大约是天空的 2%。对于要扫描的源事件来说，这仍然是宇宙的巨大一部分。
进入高级处女座探测器。在升级之前，处女座探测器缺乏发现即使是最高能量引力波的灵敏度。新的反射镜、真空泵和激光器——用于检测和测量仪器臂中任何长度的变化——已被安装以提高机器的灵敏度。电子设备已经过全面检修。新硬件的安装已完成，并且正在进行调整以消除可能掩盖传入引力波的无关局部振动。该团队正在夜以继日地工作，以使处女座探测器在夏季之前投入运行，届时 LIGO 的探测器将关闭以进行自身升级。
处女座高级探测器开始运行时，天空中的波源可能位置应该会缩小五倍，处女座发言人兼罗马 Sapienza 大学的物理学家 Fulvio Ricci 说。哈佛大学的天体物理学家 Edo Berger 正在使用望远镜研究 LIGO 和处女座探测器探测到的事件，他对这种增益有调整过的看法。“通过在网络中添加第三个探测器，位置应该会显着改善，将 [源] 问题从可怕的事情减少到仅仅是糟糕的事情，”他说。
尽管如此，不可否认的是，天体物理学的机会就在眼前。黑洞碰撞并不是唯一具有足够力量使时空变形的事件。与黑洞不同，其中一些现象应该会发出光和其他电磁辐射，望远镜可以看到这些辐射。人们可以想象观察超新星的余波或从合并黑洞的事件视界附近发出的高能辐射爆发——或者可能是两个碰撞的中子星或被黑洞引力吞噬的中子星的一些光学证据。引力波探测器尚未捕捉到这些类型事件的涟漪，但是当它们这样做时，Berger 和其他天体物理学家已准备就绪，等待将他们的望远镜指向由三个探测器而不是两个探测器缩小的区域。更紧凑的天空位置也可能使较小的望远镜能够加入进来，并记录这些事件应该产生的无数辐射发射。
目前的计划是让所有三个探测器一起运行至少一个月。很有可能这段时间将足够长，至少可以探测到来自黑洞合并的波，如果不是其他不太频繁的事件。宾夕法尼亚州立大学物理学家、LIGO 团队成员 B. S. Sathyaprakash 说，这种合作可能会激发 LIGO 和处女座探测器的运营商考虑延长他们的运行时间。“如果人们感到兴奋，计划可能会改变，”他说。这对天体物理学新时代的未来来说是个好兆头。