我們銀河系裡應該有引力波存在？
對於在我們的宇宙中真實存在或產生的黑洞，我們可以觀測到它們周圍物質發出的輻射，黑洞吸入、合併所產生的引力波，以及引力波的振鈴信號。但是我們目前還沒有探測到銀河系內部有類似的合併。LIGO（雷射幹涉引力波天文臺）/加州理工學院/麻省理工學院/索諾馬州立大學（奧羅拉 西蒙妮特）
在所有科學領域的研究進展中，最引人注目之一的是我們直接探測引力波的能力。有了LIGO（雷射幹涉引力波天文臺）和Virgo（室女座引力波天文臺）前所未有的探測能力和靈敏度，這些波動於時空網中強有力的漣漪再也不會被漏掉。相反，我們第一次不僅能夠觀察到引力波，而且能夠精確定位它們的來源，並了解它們的屬性。截至今天，我們已經發現了11個不同的來源。
但它們都那麼遙遠!這是為什麼呢?這是阿米他娃·達塔，查揚·查特吉的提問，他們問道:
為什麼所有已知的引力波源(聚合雙星)都在遙遠的宇宙中?為什麼在我們附近一個都沒有發現?
讓我們找出答案。
位於比薩附近的卡希納(義大利)的Virgo（室女座引力波探測器）鳥瞰圖。Virgo是一個巨大的邁克耳孫雷射幹涉儀，臂長3公裡，是兩個4公裡長的LIGO探測器的補充。這些探測器對距離的微小變化很敏感，這些變化是引力波振幅的函數，而不是能量。尼古拉·巴道適/Virgo
我的猜測是(這是很可能是錯誤的)——對於任何探測，探測器都需要進行精確地校準。因此，到目前為止，我們所有的發現都是偶然的。
LIGO和Virgo這樣的天文臺的工作方式是——一束相同頻率的雷射被雷射分離器分開，沿著它們兩條很長的相互垂直的真空臂傳播，來回反射若干次，最後重新組合在一起。
光是一種電磁波，而當你把多種波結合在一起時，它們就會產生幹涉圖樣。如果幹涉是建設性的，你會看到相長模式;如果它是破壞性的，你會看到相消模式。在LIGO和Virgo的日常工作情況下，也就是說當沒有引力波穿過它們的時候，你看到的是一個相對穩定的模式，只有一些需要探測器處理的隨機噪音（這大部分是由地球本身產生的）。
當兩臂長度相等，且沒有引力波通過時，信號為空，此時的幹涉圖樣是恆定的；當臂長變化時，信號為實，而且是振蕩的，幹涉圖樣隨時間以可預測的方式進行變化。美國國家宇航局空間站
但是相對於另一條臂，如果你改變其中一條臂的長度，光在這條臂上傳播的時間也改變了。因為光是波，所以在其傳播時即使只有很小的時間變化，就意味著你在波的波峰/波谷模式上的位置也隨之改變了，因此由它與另一個光波結合而產生的幹涉圖樣將會改變。
有很多原因可能引起單只臂長的改變:例如地震噪音、街對面的手提鑽、甚至幾英裡外經過的卡車。但是一種天體物理學的來源也可能導致這種變化:經過的引力波。
當引力波通過空間中的某個位置時，它會在交替的時間內在交替的方向上產生膨脹和壓縮，導致雷射臂的長度在相互垂直的方向上發生變化。利用這種物理變化，我們成功地開發出像LIGO和Virgo這樣的引力波探測器。伊薩·C·卡羅
我們可以通過兩個關鍵因素區分什麼是引力波，什麼是地球來源的噪音。
1.引力波通過探測器時，會使兩個臂向相反的方向改變特定的的同相距離。當你看到臂長的振蕩是周期模式時，你可以對你的信號可能是引力波還是僅僅是地球上的噪音源進行有意義的限制。
2.在地球上不同的地方，我們建立了很多探測器。雖然每一個探測器都會因其所在的環境而產生相應的噪聲，但有引力波經過時會對每一個探測器產生非常相似的影響，時間間隔最多為幾毫秒。
你可以從2015年9月14日的觀測中看到這兩種效應都存在。
第一對直接觀測到的黑洞的吸入與合併。總信號和噪聲(頂部)與引力波模板明顯相配，引力波模板來自於合併和吸入特定質量的黑洞(中間)。注意在合併的最後階段頻率和振幅是如何變化的。B.P.阿伯特等人(LIGO科學合作和VIRGO合作)
讓我們回到現在，到目前為止實際上我們已經發現了11個獨立的合併事件。這些事件似乎是隨機發生的，因為只有在吸入和融合的最後階段——兩個黑洞或中子星碰撞前的最後幾秒甚至幾毫秒——我們最靈敏的探測器才能夠捕捉到相應的特性。
如果我們觀察到這些物體的距離，我們會發現儘管我們的引力波探測器對離我們越近的物體越敏感，但我們發現的大多數物體都在數億甚至數十億光年之外。
LIGO和Virgo探測到的11個引力波事件，它們的名稱、質量參數和其他重要信息以統計表格的形式進行了編碼。當LIGO和Virgo同時運行的時候，注意有多少事件發生在最後一個月的第二輪運行期間。參數dL為光度距離;最近的天體是2017年的中子星-中子星合併，離我們約1.3億光年。LIGO/VIRGO合作;預印本: 1811.12907
這是為什麼呢?如果重力波探測器對附近的物體更敏感，那麼我們是否應該更頻繁地探測它們，而無視我們實際觀察到的情況？
有很多潛在的解釋可以對你期望和不期望的錯配做出說明。正如我們的提問者所提出的，也許這是定向的問題?畢竟這個宇宙中有許多現象，比如脈衝星或耀變體，只有當正確的電磁信號直接「發射」進入我們的視線範圍時，我們才能看到它們。
這是藝術家對活躍星系核的描繪。位於吸積盤中心的超大質量黑洞向太空發射一束狹窄且垂直於吸積盤的高能物質射流。一顆大約40億光年遠的耀變體是許多高能宇宙射線和中微子的起源。只有來自黑洞外部的物質才能離開黑洞;視界內的物質永遠無法逃逸。德西，科學交流研究所
這是一個聰明的想法，但它忽略了引力和電磁力之間的根本區別。在電磁學中，電磁輻射是由帶電粒子加速產生的;在廣義相對論中，引力輻射(或引力波)是由大質量粒子加速產生的。到目前為止，一切都是那麼的順利。
但在電磁學中有電場和磁場，運動中的帶電粒子產生磁場。這允許你以準直的方式創造和加速粒子並進行輻射;它不需要以球面的形式展開。然而在萬有引力中，只有引力源(質量和能量量子)和時空曲率。
當你有兩個引力源(即質量)相互吸入並最終合併時，這一過程將發射引力波。雖然它可能不那麼直觀，但引力波探測器對這些波的靈敏度來源於1/r，而不是1/r^2，它將看到這些波的各個方向，不管它們是正面還是側面，或者介於兩者之間的任何地方。美國宇航局、歐洲宇航局模型研究所
事實證明，無論我們是正對著、側對著、又或是斜著看到引力波源都沒有關係;它們發射出的引力波仍然可測量，且具備可觀察的頻率和振幅。儘管我們觀測到的信號量級和其他定向依賴的屬性可能會有細微的差別的,但從波源產生的引力波以球狀形式向外傳播,只要你有足夠靈敏的探測器，你可以從宇宙中任何地方看到它。
那麼，為什麼在我們的星系中沒有探測到來自雙星源的引力波呢?
你可能會驚訝地發現有質量的雙星源，比如黑洞和中子星，現在正在繞軌道運行和吸入。
太空中的雙人芭蕾舞：當兩顆中子星圍繞一個共同的中心「跳舞」時，它們會發射出引力波（左圖）。因為這樣會導致兩個星體持續地損失它們的軌道能量，它們會沿著一個螺旋形的軌道慢慢靠近對方，軌道周期也會變短。右側的圖表展示了雙脈衝星PSRJ0737-3039的相關參數。