LIGO
天文事象の現在のモデルと一般相対性理論の予測に基づけば、地球から数千光年離れた場所に由来する重力波は4kmのミラー間隔で10mほどひずむ事が期待される。これは、およそ10の相対的なひずみに相当する。検出可能な重力波の発生源となりうるものは、天の川銀河の内外を問わず10太陽質量以上のブラックホール連星の旋回と合体であり、これらの事象で「チャープ」「バースト」「準固有振動鳴響」「指数関数的減衰」などとよばれる非常に特異的な連続信号の生成が期待されている。
最初の4回の科学運用は2004年に終了し、LIGO検出器はこれらの変位に対する測定感度を設計の2倍内で実証した。
2005年11月のLIGOの第5回科学運用中、感度は100Hzの帯域幅で10のひずみを検出可能な第1設計仕様に到達した。全方角、全偏光で平均で800万パーセク以内および局所銀河群付近で起こったおおよそ太陽質量程度の中性子星連星の合体前の基準旋回などの観測が期待できる。また、この運用からLIGOと英独によるGEO600は共同科学運用を始め、この間、それぞれが数ヶ月にわたってデータを収集した。2007年5月には仏伊のVirgoも参加した。
LIGOの計画目標は宇宙由来の重力波の直接観測である。重力波はアルベルト・アインシュタインの一般相対性理論で最初に提唱されたもので、発表された1916年当時は検出のために必要な技術が存在しなかった。重力波の存在は1974年にパルサー連星系のPSR B1913+16がアインシュタインの提唱した重力放射によるエネルギー損失予測に合致して軌道減衰していることが観測されたことで間接的に確認された。この発見を賞して、ラッセル・ハルスとジョゼフ・テイラーにノーベル賞が与えられた。
重力波の直接検出のための努力は長年にわたって継続されてきた。1974年の発見は電磁望遠鏡とニュートリノ観測所を補完する天文学の新分野を開いた。1960年代、ジョセフ・ウェーバーは共振型質量バー検出装置で直接重力波検出に向けた先駆的な研究を始めた。バー検出装置は世界の6箇所で使用され続けた。1970年代、ロバート・L・フォワードらの研究者は重力波測定へのレーザー干渉法の適用を実現させた。フォワードは1970年代初めにヒューズ航空研究所で干渉型検出器を運用した。
実際1960年代やそれ以前にも、光と重力波の波共振について発表された論文が存在した。1971年、高周波重力波の検出にこの共振を利用した方式の研究が発表された。1962年、M・E・ゲルツェンシュタインとV・I・プストヴォイトは超長波長重力波検出のための干渉計利用の原理を説明した最初の論文を発表した。著者は干渉計の利用によって電子機械装置に比べ感度が10から10倍に向上すると主張した。