2016年2月11日发表的第一次探测到引力波的声明，在全球的科学家中引起了巨大的轰动。引力波让我们可以探索基础物理，检视宇宙中最奇特的物体，甚至可能向宇宙最初的时刻投去惊鸿一瞥。这个信号在2015年9月14日被LIGO的两个探测器探测到（见图4.1），这两个探测器分别位于华盛顿州的汉福德和路易斯安那州的利文斯顿。这个信号源于两个互相绕转的黑洞，它们越靠越近，直到最终并合为一。这个灾变性的并合所发出的波处于人耳可闻的频率范围，听起来就像是“砰”的一声，如果加速播放则像一声鸟鸣。
这种声音和广义相对论的预言匹配得严丝合缝。通过测量引力波的频率和音量的起伏，物理学家可以了解其中的黑洞的大小：分别约为太阳质量的36倍和29倍。科学家可以算出最终的黑洞减少的质量大概是太阳质量的3倍——所有损失的质量都转化为能量，以引力波的形式辐射了出去，这也告诉了我们这个事件发生时声音有多响。
由如此猛烈的事件与LIGO探测到的微弱振动的巨大差异，我们就可以得知这个事件发生的位置距我们有多远——大概13亿光年以外。
这马上就解决了一个悬而未决的问题，因为此前双黑洞是否真的存在一直备受争议。因为黑洞是黑的，除非有什么明亮的物体，如恒星，围绕着它们，否则我们基本上不可能发现它们。
这第一个并合事件中的黑洞的质量给天文学家带来了困扰，他们预期巨大恒星的核区坍缩会形成黑洞。这种情形下，不应该产生任何大于20倍太阳质量的物体。
2015年12月，LIGO探测到了第二个并合事件，对应的两个黑洞质量稍微小了些——分别大概是太阳质量的14倍和7倍，和所预期的坍缩恒星形成的黑洞质量大小一致。
致命圆舞曲
在搜寻更多的黑洞并合事件的同时，LIGO也在寻觅两个中子星在表演一段致命圆舞曲时所发出的引力波。黑洞将它的质量都隐藏在视界之内，即使在撞击时也不例外，然而两个并合的中子星则会将炽热的物质抛撒出去，这也会帮助我们探索其他的谜题。研究这类爆发现象可以解释短伽马射线暴——神秘而耀眼无比的电磁现象。它们也许还可以帮助人们追溯宇宙中的重元素——如铀、钍或金——的起源。在接下来的两年里，LIGO应该会足够灵敏，所以距我们最近的30万个星系中只要有两个中子星发生并合事件，都能够被它探测到。这意味着我们应该每个月都能看到一个信号。
单次探测仅仅是一个开始。将多个事件放在一块，我们就可以对整个宇宙的历史和组成有一个更新的认识。如多次黑洞并合事件可以组合到一起帮助我们理解暗能量的本质，而暗能量是导致宇宙加速膨胀的“元凶”。LIGO的探测器和其他的探测器可以测量每个事件的距离，将这一信息和其他望远镜的观测结果结合到一起，我们就可以得知空间在引力波抵达探测器的过程中是如何膨胀的，这为了解暗能量对空间产生的效应提供了一种手段。
其他研究者希望利用引力波信号对相对论开展更为严苛的测试，比如说它们可以展示在长距离上引力是否仍与相对论的预言一致。
引力波的第一项证据
1974年，天文学家拉塞尔·赫尔斯（Russell Hulse）和约瑟夫·泰勒（Joseph Taylor）探测到了一对双脉冲星，这是两个辐射出无线电波脉冲的死亡星球。赫尔斯和另一个合作者韦斯伯格（J · Weisberg）的后续观测让他们意识到两颗脉冲星正在损失能量，并慢慢绕转着向对方靠近，这一过程与爱因斯坦的广义相对论方程所预言的完全一致：它们的轨道能量正在以引力波的形式辐射出去。这一发现最终为赫尔斯和泰勒赢得了1993年的诺贝尔物理学奖。
LIGO的成功引爆了人们对引力波探测的热情。以印度为例，很久以前印度就计划落户第三个LIGO探测器，其他类型的探测器也走到了台前。ESA开始对演化激光干涉仪空间天线（evolved Laser Interferometer Antenna, eLISA）的一些设备开展测试。eLISA对频率低得多的引力波敏感，有可能探测到在宇宙的尽头并合的超大质量黑洞，质量可以达到数百万甚至数十亿倍于太阳的质量。一项准备性的工作——LISA探路者探测器，于2015年年底发射，发射之初预计在2016年11月开始测试。实际上，2016年3月LISA探路者就已开始进行科学探索，2016年4月结果就发表。项目于2017年6月30日结束，并获得了巨大成功。（我国也提出了自主的天琴项目和太极项目，计划实现在太空探测低频引力波信号。）
此外，我们还可能用一种截然不同的方法探测引力波。宇宙早期的原初引力波信号可能蕴藏于宇宙微波背景中（见第5章中的“太初一刹”），它指明了通往大自然的大统一理论的道路。
