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简单地说,引力波是巨大物体靠近时在宇宙中产生的一种特殊的“时空涟漪”,可以将其想象成在时空中的微小起伏。随着引力波的传播,它将拉伸或挤压物体,但这些形变仅仅有亚原子量级(比原子更小的粒子、比原子更微观的。
这个星体由两个在近距离轨道里相互缠绕的中子星组成,而且以爱因斯坦预测的速度螺旋式向内靠拢——这是引力波存在的间接证据!神秘的引力波,现出了一个朦胧身影。 可是还不够。20世纪90年代起,在世界各地,一批大型激光干涉引力波探测器开始筹建。它们是人类用来捕捉引力波音符的耳朵。 17年前,激光干涉引力波天文台(LIGO)在美国初步建成。
FAST项目建成之后我们有可能实现追赶并赶超,按照设计要求, FAST的灵敏度和精度会比国际上现有最好的射电望远镜高3到5倍,它未来可能会成为引力波探测与研究的利器。因此,在未来几年,我们可以耐心等待来自中国的发现。 除此之外,中国加入了澳大利亚和南非正在建设的平方公里大型射电望远镜阵列(SKA)计划。
太极计划是一个中欧合作的国际合作计划,它有两个方案。方案I是参加欧洲空间局的eLISA双边合作计划,今年秋天将召开第三次双方科学家会议,完成双边合作的可行性报告,然后各自向主管部门呈报,由双方主管部门审批后执行。
中科院院士、中国科学院大学副校长吴岳良介绍,类似LIGO这样的地面激光干涉天文台探测的是高频引力波,频率在10赫兹以上,主要来自致密双星;而中频引力波则来自中等质量致密双星,宇宙大爆炸最早期产生的原初引力波也属此类;至于低频引力波,则来自于双星系、超大质量双黑洞和大质量比双黑洞的并合,以及大质量天体的爆炸等。 这些不同的频率,构成了更为完整。
之前没有发现过吗? 2014年3月,美国哈佛-史密森天体物理学中心的物理学家宣布首次探测到来自宇宙大爆炸的引力波。这一发现被视作21世纪的伟大发现,如果获得证实几乎可以肯定获得下一个诺贝尔物理学奖。然而,时隔不久对这一发现的质疑和否认之声便纷纷出现。
该计划有一颗“大爆炸观测者”BBO(Big Bang Observer)卫星,BBO卫星是根据探测106Ms天体的引力扰动产生的引力波或早期宇宙背景,着重探测地面装置和LISA计划之间的“中频引力波”。 BBO的设计概念是类似于LISA任务的三角形激光干涉结构。其技术难度将更高,技术可行性遇到更大的挑战。
LIGO也能通过测量两束相干红外激光的干涉光强,判断激光臂长的极微弱变化。 同样的原理,放到天上,能得到更长的臂长:长达数万公里。这样引力波导致的变化将更加明显。所以美欧提出了LISA计划,中国也提出了“天琴计划”,都是打算发射空间卫星,组成干涉仪网络,进行长距离的干涉测量。
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