現成的相機可以幫助我們發現更多碰撞在一起的黑洞
在世界上最先進的科學觀測站之一內解決問題似乎是一項需要數百萬美元的升級或革命性新技術的挑戰。
但對於在雷射干涉儀重力波天文台工作的科學家來說（利貢），它監聽由宇宙碰撞（例如合併）產生的時空漣漪 黑洞事實證明，解決溫和但持久的工程挑戰的方法就像使用現成的相機一樣簡單。
透過將商用熱成像相機與電腦模型配對，加州大學河濱分校喬納森·理查森領導的團隊開發出了一種技術，可以糾正天文台鏡子中因熱量引起的微小扭曲——科學家稱，這種難以捉摸的缺陷目前限制了太空中物體的觀察距離。
理查森在一份報告中表示：“它不需要任何新技術開發，這對於解決 LIGO 儀器問題幾乎是聞所未聞的。” 陳述。
理查森和他的團隊估計，一旦納入 LIGO 的下一次升級，該修復將使天文台的覆蓋範圍擴大約 3,300 萬光年。
對於難以想像的宇宙規模來說，這種增益聽起來可能只是滄海一粟，但由於空間在三個維度上膨脹，即使稍微推動探測器的觸及範圍，也會打開一個指數級更大的空間窗口。能夠更深入地觀察宇宙將使天文學家能夠「聽到」更多的宇宙波，從而增加了探測當今 LIGO 無法探測到的宇宙最猛烈碰撞的潛力。
LIGO 偵測到這些宇宙波，稱為 重力波在美國華盛頓州和路易斯安那州使用雙 L 形設施。在每個探測器內部，雷射光束射向兩條 2.5 英里長（4 公里長）的隧道，並在兩端的原始鏡子上反射。當重力波經過時 地球巧妙地拉伸一條隧道並擠壓另一條隧道。這種微小的變化會輕微地改變雷射光束，產生微小的閃爍，提醒科學家注意遙遠的宇宙事件。
由於這些宇宙訊號非常小，因此保存每個光子至關重要。為了實現這一目標，LIGO 依靠鏡子 拋光以反映 99.9999% 的雷射照射到它們上，使它們躋身有史以來最乾淨的光學元件之列。
然而，即使這些近乎完美的鏡子也有不可避免的缺陷。鏡子仍然吸收一小部分強烈的雷射。這種能量轉化為熱量，使鏡面扭曲幾奈米，足以扭曲雷射光束並降低天文台的整體靈敏度。
物理學家已經知道他們可以透過向鏡子背面施加有針對性的熱量來抵消這些扭曲。困難的部分是足夠準確地測量變形，以便可以精確地施加校正熱量。
這項新技術使用紅外線熱成像和現有的電腦模型來重建鏡子表面的扭曲圖。
「你可以把它想像成拍攝汽車引擎的紅外線照片，」理查森在聲明中說。 “工程師可以通過觀察外部的溫度模式來了解引擎內部的情況。我們正在利用 LIGO 的鏡子做同樣的事情。”
這項技術不僅僅是 LIGO 的修復方法。它還有望成為基本設計的一部分 太空探索者擬議的下一代美國重力波天文台的目標是 2030 年代中期。
宇宙探索者號臂長 25 英里（40 公里），比 LIGO 長 10 倍，旨在探測遠遠超出當今天文台範圍的引力波事件。這項新技術只會擴大其最終影響範圍。
理查森在聲明中表示：“下一代重力波探測器的目標是達到當今儀器靈敏度的 10 倍左右。” “實現這一目標的主要障礙之一是減少限制測量精度的基本量子力學噪聲。”
該技術描述於 紙 7 月 16 日發表於《經典與量子重力》。
