什麼是引力波？
引力波是宇宙中最劇烈事件——黑洞合併、中子星碰撞和超新星爆發——引起的時空漣漪。愛因斯坦在1916年預言了它們，但直到2015年LIGO測量到比質子寬度萬分之一還小的變形時才被直接探測到。LIGO使用L形的兩條4公里鐳射臂；經過的引力波拉伸一條臂同時壓縮另一條，在重新合併的鐳射中產生干涉圖樣。雙星合併的訊號在天體螺旋靠近、合併和餘振過程中頻率上掃——形成「啁啾」訊號。本模擬器讓你觀察整個過程：設定雙星系統、觸發合併，並檢視LIGO將探測到的應變波形。
這為什麼重要？引力波天文學為宇宙開啟了一扇全新的窗戶。在LIGO之前，我們只能透過電磁輻射（光、無線電、X射線）觀察宇宙。現在我們可以「聽到」時空本身的振動。首次探測（GW150914）證實了恆星質量黑洞雙星的存在及其在宇宙年齡內的合併。中子星合併事件GW170817同時在引力波和光中被觀測到——多信使天文學的黎明。每次探測都教會我們關於極端引力、核物質和宇宙膨脹速率的知識。
📖 深入了解
類比 1
想像一下，將兩個保齡球扔到蹦床上，觀察織物向外產生的漣漪——重力波就像那些漣漪，只不過「蹦床」是時空本身，而「保齡球」是黑洞，以光速的一半螺旋形相撞。
類比 2
將時空想像成一個靜止的池塘。當兩個巨大物體碰撞在一起時，它們會產生波及整個宇宙的漣漪。 LIGO 就像一個極其靈敏的麥克風，壓在池塘表面，聆聽數十億光年外的碰撞中最微弱的飛濺聲。
🎯 模擬器提示
初學者
按“開始”，然後點擊“觸發合併”以觀看兩個黑洞螺旋在一起並合併。切換「顯示波形」可查看 LIGO 偵測到的特徵線性調頻訊號。
中級
嘗試不同的來源類型（BBH、BNS、NSBH）並調整質量，以了解線性調頻質量如何影響波形頻率和應變幅度。增加距離會導致 SNR 下降。
專家
調整旋轉以查看波形上的幀拖曳效果。非零偏心率會產生不同的螺旋模式。傾角影響觀測到的應變－面對面的雙星產生最強的訊號。
📚 術語表
🏆 關鍵人物
Albert Einstein (1916)
廣義相對論預測的引力波
Rainer Weiss (2015)
構思 LIGO 干涉儀設計並共同領導首次重力波探測，2017 年諾貝爾獎
Kip Thorne (2015)
理論物理學家，LIGO 聯合創始人並預測可觀測波形，2017 年諾貝爾獎
Barry Barish (1997)
將 LIGO 從原型轉變為可運行的天文台的項目總監，2017 年諾貝爾獎
Joseph Weber (1960)
建成第一台重力波探測器（共振棒），開創實驗重力波物理先河
🎓 學習資源
- Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger [paper]
歷史性的第一篇檢測論文 - GW150914（物理評論快報，2016 年） - GW170817: Observation of Gravitational Waves from a Binary Neutron Star Inspiral [paper]
首次利用電磁對應物進行多信使檢測（PRL，2017） - LIGO Lab [article]
LIGO 實驗室官方網站，提供教育資源和探測目錄 - Gravitational Wave Open Science Center [article]
公開取得 LIGO/Virgo 重力波資料和分析教程