等待戈多

引力波的探测是近几年影响最大的科学事件。在相距几千公里的几个探测站上，长达几公里的激光干涉仪测量到极其微小的形变（只有原子核直径的几千分之一），推断出距离我们几百万光年乃至几亿光年的宇宙学事件，真是非常巨大的科技成就啊。

2016年初宣布，成功地探测到第一个引力波事件；2017年9月，引力波触发的“多信使天文学”进入了群众的视野；2017年10月，引力波探测的三位先驱获得诺贝尔物理学奖；2019年4月，开始了第三轮的引力波探测。引力波的探测正在改变天文学研究的进程。

然而我认为，引力波天文学的时代还没有到来——有这么几个理由：

首先，一些巧合看起来有些太幸运了。第一个引力波事件GW150914出现在LIGO正式运行之前几天，这也是信号幅度最大的一次；从前两轮的探测结果来看，引力波事件似乎更容易出现在系统发生显著变故以后；在伽马暴监测卫星宣布检测到伽马暴GRB 170817A之后6分钟，LIGO才发布了引力波事件GW170817的预警，使得唯一的一次引力波“多信使天文观测”事件的成色有所不足（这是信噪比最高的一次，同时也是受到巨大干扰的一次）。

其次，在第三轮的引力波观测里，两个月时间还没有给出任何引力波触发的“多信使天文观测”事件。现在的探测精度比两年前有了大幅度提高，理应看到更多的引力波事件。如下图所示，三台引力波探测器的探测范围都有了50%以上的提高（左图是2017年8月17日的数据，右图是2019年4月25日的数据，这两天都观测到了双中子星并合事件导致的引力波）。

因为探测体积正比于探测范围的三次方，可以预期能够探测到的引力波事件应该三倍于从前。然而，比较第二轮最后一个月和第三轮前两个月的探测事件数（只有在这三个月里，三台探测器是同时都正常工作的），却发现并没有明显的变化（分别是6次、5次和8次），如下图所示。从这个图还可以看出，引力波事件似乎也不是随机分布的，例如，在5月10-21日这11天里，发生了7次引力波事件（21日更是发生了两次），而在接下来的11天里，1次也没有发生。

S190425z是个大事件，引起了100多次后续观测，因为这是双中子星合并事件（概率是99%），很有可能引起其他可观测的天文学效应，就像GW170817那样。很多观测站都关注并测量了随后的事态发展，但是并没有发现什么。有个说法是，即使发生双中子星并合事件，也不一定能出现其他可观测的天文学事件。比如说，伽马暴的观测结果可能依赖于双中子星的转动轴与视线的夹角——但这样的话，GW170817就更加幸运了。

随后发生的引力波事件S190426c也引人注目，起初认为它有一半的可能是双中子星合并事件，后来有消息说它可能是黑洞中子星并合事件。目前有60多个随后的观察报告，但仍然没有任何结果。

在过去的两个月里，发现了13次引力波事件，300多次的跟随观察。但不幸的是，目前还没有任何观测结果表明与引力波有什么关系。典型的后续观测报告是，听到引力波事件发生的消息以后，我们马上（尽最大可能，尽最快速度）去那里看了，但是什么也没看到。具体的说法有很多种，有些是直接说没看到，有些是什么也不说，有些是给出了自己的观测范围，有些是给出了相关信号的上限（其实就是他们仪器的观测噪音本底），有些说我们正在分析数据，如果有什么东西，我们将来会宣布的。在最近几周里，很多观测报告直接在题目里说“没有看到”或“给出上限”——也许大家都有些疲劳了。

还有一件事情一直让我疑惑：LIGO在更早期的运行中，是可以注入假信号的，而且只有几个人知道是否注入了假信号，其他人即使花费半年时间也找不出岔子来。但是这个假信号到底是怎么注入的？别人为什么不能发现？似乎并没有详细的报道。这种注入方法是用硬件还是软件实现的？也不是很清楚。

所以我认为，在新的由引力波触发的多信使天文学事件出现之前，引力波探测还需要更加确切的证据，大家也可以保持适度的怀疑；但显然的是，只要出现了新的由引力波触发的多信使天文学事件，任何怀疑就都不值一提了——现在我觉得，在第三轮探测明年结束的时候，有很大的可能性仍然观测不到。

引力波天文学的时代也许明天就会到来，也许永远也不会到来。一切都要等待时间的检验。

谈谈引力波事件触发的多信使天文学

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我对引力波测量的看法

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