歐空局成功驗證引力波太空探測技術
發布時間:2016-06-12
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總部位於巴黎的歐洲空間局日前宣布,數月前發射升空的“LISA探路者”探測器,已成功驗證了在太空探測引力波的關鍵技術。
去年12月3日,作為歐洲空間局引力波太空探測計劃的前期任務,“LISA探路者”探測器由一枚“織女星”運載火箭發射升空,並於今年1月底抵達距離地球150萬公裏的目標軌道,圍繞太陽和地球連線延長線上的“拉格朗日點”飛行。而它的科學探測之旅則從3月正式開始。
“LISA探路者”探測器內帶有兩個質量為2千克、邊長4.6厘米的金鉑合金立方體。科學家希望通過觀測這兩個處於自由落體狀態且彼此相距38厘米的立方體在運動中相對位置的變化,以證明引力波的存在。
為wei證zheng明ming引yin力li波bo的de存cun在zai,探tan測ce器qi在zai軌gui道dao飛fei行xing過guo程cheng中zhong不bu能neng夠gou與yu這zhe兩liang個ge立li方fang體ti相xiang觸chu碰peng,不bu被bei任ren何he外wai力li幹gan擾rao。為wei達da到dao理li想xiang的de探tan測ce狀zhuang態tai,研yan究jiu人ren員yuan首shou先xian對dui探tan測ce器qi內nei部bu的de零ling件jian進jin行xing了le極ji為wei精jing確que的de設she計ji配pei重zhong,平ping衡heng兩liang個ge立li方fang體ti所suo受shou探tan測ce器qi本ben身shen的de引yin力li。
“LISA探路者”haiyaodidalagelangridian。lagelangridianyoujiaopingdongdian,tanceqizaizheyiweizhishoudaodediqiuyinlihetaiyangyinlihuxiangpingheng,bushouwailiganrao。tanceqineibudedianjinengsuishitancelianggejinbohejinlifangtijitanceqibenshendeweizhi,keyisuishiqidongduogetuijinqitiaozhengtanceqidefeixing,ranglianggelifangtibaochizaiwanquanbushouganraodeziyouluotizhuangtai。
研究人員在6月7日出版的美國著名物理學期刊《物理評論快報》上報告說,最初兩個月的實驗數據顯示,“LISA探路者”探測器內的兩個金鉑合金立方體幾乎保持了靜止,且兩者的相對加速度甚至不及地球引力的1萬兆分之一(一個重力加速度的10的負16次方)。這一精確度比預期水平高出5倍,充分證明所測試的技術能夠滿足在太空中建立引力波天文台的要求。
“LISA探路者”隻是歐空局引力波探測計劃的前期任務,用於演示和驗證相關技術。正式的“激光幹涉儀空間天線進階計劃”將於2034年啟動,由彼此相距100萬公裏、構成等邊三角形結構的三個探測器組成。
一個世紀前,愛因斯坦發表的廣義相對論從理論上預言了引力波的存在,認為它產生於大質量天體加速、碰撞或者黑洞合並等天體事件。引力波被視為宇宙中的“時空漣漪”,如同石頭丟進水裏產生的波紋一樣。多年來,如何通過科學觀測設備直接證明引力波的存在一直是科學家們努力攻克的難題。今年2月11日,美國科學家宣布利用“激光幹涉引力波天文台(LIGO)”成功於2015年9月14日首次直接探測到引力波信號,創造了物理學發展史上具有裏程碑意義的重要成果。
與建造在地麵的LIGO引(yin)力(li)波(bo)探(tan)測(ce)器(qi)不(bu)同(tong),歐(ou)空(kong)局(ju)計(ji)劃(hua)將(jiang)實(shi)驗(yan)的(de)背(bei)景(jing)轉(zhuan)移(yi)到(dao)太(tai)空(kong)當(dang)中(zhong),致(zhi)力(li)於(yu)追(zhui)蹤(zong)黑(hei)洞(dong)合(he)並(bing)或(huo)其(qi)他(ta)劇(ju)烈(lie)天(tian)體(ti)事(shi)件(jian)發(fa)生(sheng)時(shi)產(chan)生(sheng)的(de)引(yin)力(li)波(bo)。歐(ou)航(hang)局(ju)解(jie)釋(shi)說(shuo),超(chao)大(da)質(zhi)量(liang)黑(hei)洞(dong)合(he)並(bing)等(deng)天(tian)體(ti)事(shi)件(jian)往(wang)往(wang)會(hui)產(chan)生(sheng)波(bo)段(duan)在(zai)0.1兆赫(0.1mHz)到1赫茲(Hz)之(zhi)間(jian)的(de)低(di)頻(pin)段(duan)引(yin)力(li)波(bo),要(yao)追(zhui)蹤(zong)到(dao)這(zhe)種(zhong)低(di)頻(pin)引(yin)力(li)波(bo)信(xin)號(hao),探(tan)測(ce)裝(zhuang)置(zhi)必(bi)須(xu)有(you)能(neng)力(li)測(ce)量(liang)出(chu)相(xiang)距(ju)數(shu)百(bai)萬(wan)公(gong)裏(li)的(de)物(wu)體(ti)之(zhi)間(jian)相(xiang)對(dui)位(wei)置(zhi)出(chu)現(xian)的(de)極(ji)其(qi)細(xi)微(wei)的(de)波(bo)動(dong)。由(you)於(yu)地(di)球(qiu)上(shang)存(cun)在(zai)地(di)震(zhen)噪(zao)聲(sheng)、熱噪聲等因素的幹擾,根本無法完成對低頻引力波信號的捕捉,這一切隻能在太空中實現。來源: 新華社