空间-时间涟漪的历史性发现证明，科学家们捕捉到的绝非虚假信号。
LIGO探测到的产生引力波的两个黑洞碰撞（计算机模拟图）
2015年9月14日，当地时间上午11:51，一封自动发出的电子邮件出现在德国汉诺威马克斯·普郎克引力物理学研究所的物理学家马可·德拉戈（Marco Drago）的收件箱里。邮件内有两个标绘图的链接，每一个都显示了形状像鸟鸣的“唧唧声”的波，在嘈杂的声音背景里突然出现，又瞬间结束。
这个信号正是德拉戈一直以来工作中需要探测的信号，也是他所就职、由美国牵头的LIGO（激光干涉引力波天文台）成立的监测对象：当两个黑洞碰撞时在时间-空间中产生的信号涟漪，同时黑洞碰撞后形成重力下沉。在此之前，从来没有人直接探测到引力波，也没有探测到黑洞合并。两个标绘图，分别来自LIGO位于华盛顿州和路易斯安那州的两台同样的引力波探测器，它们将继续创造历史。
2月11日，LIGO科学合作组织宣布，他们首次探测到由13亿光年之外的两个黑洞碰撞产生的引力波。此次发现距阿尔伯特·爱因斯坦在他的广义相对论研究中预测引力波整整100年。LIGO实验室执行主任戴维·赖茨（David Reitze）在华盛顿特区召开的新闻发布会上大声宣布：“我们找到了（引力波）！”
除了有可能因此获得诺贝尔奖,LIGO的发现还开启了引力波天文学领域。在这一新领域中，科学家们将用“聆听”波的方式来更多地了解宇宙。
2015年九月的那个早晨，德拉戈没有想当然地认为他看到的是一个黑洞合并发出的“唧唧声”。“很明显这个声音非同寻常。”他说。然而标绘图也可能是LIGO的研究者们人为输入用于测试探测器的信号。德拉戈说：“我到同事安德烈·朗格（Andrew Lundgren）的办公室，问他是不是知道有人输入了假信号。”
朗格很快检查了数据记录，并没有发现人为的痕迹。接着，德拉戈给所有LIGO的成员（全球有千名研究人员）发出一封电子邮件，想听听他们的意见。
德拉戈和朗格的上司，物理学家布鲁斯·艾伦（Bruce Allen）当时正在开会，他午饭结束后才过问此事。后来他说：“我一点开邮件看到，‘咳，这就是一个输入信号，很明显。’”
数小时后，大西洋另一端的合作者们开始关注到这封邮件，他们当中有MIT的实验物理学家雷纳·维斯（Rainer Weiss），他是LIGO合作组织的主创人。“当我开始查看这些波形时，我觉得它们很特别。”他说道。
对很多科学家们来说，信号的时间似乎太完美而显得不真实：LIGO刚刚完成了对设备仪器的五年期升级。而且，LIGO合作组织允许小部分成员可以输入假信号，或者不透露信号是否真实还是模拟，以检测研究小组成员们的反应。然而LIGO发言人、路易斯安那州立大学物理学家加布里娜·冈萨雷斯（Gabriela González）表示，即使是这样的一个“无识别输入”也应该会在数据中留下一些痕迹。
经过一整天的电话和邮件沟通，她确认没有人输入假信号，并将此结果告知所有成员。
直到那一刻，LIGO的三位创始人维斯、加州理工学院的基普·索恩（Kip Thorne）与罗纳德·德雷弗（Ronald Drever）意识到，延续了四十年的梦想已经实现。但还没有到举杯庆贺的时候。在向全世界宣布这一重大发现之前，LIGO还有更多工作需要去做。索恩说：“当天晚上在家里，我只是对着自己笑了笑以示庆祝，因为我还不能告诉我的夫人。”
冈萨雷斯和她的团队决定先收集一个月的数据再开始完整的分析：科学家们需要记录探测器上出现的自然噪音，用以对比“唧唧声”。他们的分析结论是，发出大声波纹噪音的机会太小，也就是路易斯安那州和华盛顿州同一时间探测到的同样声波模式，发生几率小于203 000年一次。
艾伦介绍说，为了尽可能提取足够的信息，研究人员们接着进行了漫长的超级计算机模拟。模拟实验确认，该数据与爱因斯坦1915年广义相对论中的预言完美吻合，过去几十年中人们所做的理论工作使得物理学家们详尽地理解了该理论的意义。
从波纹上，研究人员们能够推断一个黑洞的质量大概相当于太阳质量的36倍，另一个相当于太阳质量的29倍。两个黑洞各自绕轨道运行，在波动的模式里，它们扭曲时间和空间的纹路。那些波动接着作为引力波传输到宇宙，需要大约13亿光年，在移动过程中伸拉或挤压空间。
LIGO两台同样的干涉仪将镭射光束投射在四公里长、呈直角铺设的真空管两端的镜子上。通过的引力波会以不同的方式改变真空管的长度，引起镭射光束不同步的轻微变化。9月14日由黑洞碰撞发出的波到达的时候，它们已经成了轻微的涟漪，改变了管子的长度，接近10的21次方分之一。
尽管两个黑洞可能彼此绕轨道运行了数百万年，LIGO也只是在它们达到每秒35周（赫兹）的频率才能捕捉到它们的波。这个频率很快升到250赫兹。收到的信号变得混沌并迅速消失。整个过程不到四分之一秒。关键的是，两个探测器几乎同一时间探测到这一信号：路易斯安那州的利文斯顿先测到，七毫秒之后，华盛顿的汉福德再次测到。七毫秒的延迟说明光顺利地通过地球。
接下来的工作是要撰写论文。这要求千余名研究人员对于每一个细节都一致接受，来自MIT的LIGO总探测器科学家彼得·福瑞斯特（Peter Fritschel）透露，整个沟通过程有约五千封电子邮件。1月21日，研究小组提交了论文，发表在2月11日出版的《物理评论快报》，同一天，LIGO就此事在全球召开多个新闻发布会。
英国剑桥大学物理学家史蒂芬·霍金（Stephen Hawking）说：“这些惊人的观察结果证明了大量的理论工作，包括预测引力波的爱因斯坦的广义相对论。”
LIGO的成功为爱因斯坦开创的故事画上完美的句点。他从来不相信黑洞的存在。但是，法国高等科学研究所的天体物理学家蒂博·达穆尔（Thibault Damour）指出，尽管天文学家们通过观察已经收集到有说服力的证据证明黑洞，LIGO捕捉到的信号是“第一个真正能够证明黑洞存在的证据。”
资料来源 Nature
责任编辑 遥 醒