激光干涉空間天線開路者號(Lisa Pathfinder)是歐洲空間局的一個空間探測器,位于朝著太陽的方向,距離地球超過100萬公里
如果四年前有類似“激光干涉空間天線”(Lisa)的太空天文臺,我們可能那時就能探測到Ligo發(fā)現(xiàn)的黑洞合并現(xiàn)象
北京時間4月2日消息,對于探測引力波所需的技術,目前已經有了正式的測試計劃。歐洲空間局的“激光干涉空間天線開路者號”探測器(Lisa Pathfinder,LPF)正在距離地球約150萬公里的地方進行著一系列實驗。
理所當然地,這項計劃得到了大量關注,因為就在去年9月,地面觀測臺第一次探測到“宇宙的漣漪”——引力波。LPF的演示如果能獲得成功,將為計劃于2034年發(fā)射的一座功能齊全的空間引力波天文臺鋪平道路。
這座空間天文臺將會被簡稱為“Lisa”,是“激光干涉儀空間天線”(Laser Interferometer Space Antenna)的簡寫。“現(xiàn)在是一個非常棒的時機,”歐洲空間局的負責LPF項目的科學家保羅·麥克納馬拉(Paul McNamara)說,“我已經把整個職業(yè)生涯投入到這項研究之中,而許多年來別人一直跟我們說——有些情況下甚至是嘲笑——引力波并不存在,或者我們不可能找到它們。好了,現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)它們了,而且我們還要接著跨出一大步,建造一個天文臺,在太空中探測它們。”
位于地球表面的激光干涉儀放置在美國的Ligo(激光干涉引力波觀測臺)設施內,對“較小”宇宙事件產生的引力波十分敏感。2015年9月,兩座Ligo設施觀測到了兩個黑洞產生的引力波信號,每個黑洞的質量大約為太陽的30倍,它們相互旋轉并融合。
位于太空的激光干涉儀將追蹤質量大得多的目標,例如星系碰撞時合并而成的“怪物級”黑洞,其質量是太陽的數(shù)百萬倍。另一方面,太空天文臺還可能觀測到比Ligo所觀測的更小的事件——實際只是事件演化過程的不同階段。
激光干涉空間天線開路者號探測器內部的激光干涉系統(tǒng)示意圖
可獲得的預算額度將決定實際操作中Lisa任務的布局
粗略的計算顯示,如果一個功能齊全的Lisa天文臺早就存在,就將提前4年探測到Ligo所發(fā)現(xiàn)的相互繞轉的黑洞。在那個時段,黑洞繞轉時發(fā)出的引力波信號頻率會經過太空激光干涉儀的靈敏度范圍。
LPF只包含一個設備,用于測量并維持兩個小型金-鉑金塊之間38厘米的間隔。在上周二開始的實驗中,這些“測試重塊”將被允許在探測器內部自由飄浮,而一個激光系統(tǒng)將嘗試對它們的行為進行監(jiān)視,尋找只有幾皮米(1皮米等于1米的一萬億分之一)的路徑偏差。這種差別比原子的直徑還要小得多。
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