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激光干涉空間天線開路者號探測器開始測試 能探測到Ligo發(fā)現(xiàn)的黑洞合并現(xiàn)象(2)
時間:2016-04-04 19:49   來源:川北在線整理   責任編輯:沫朵

  放大來看,這就好比測量倫敦碎片大廈頂部與紐約世貿(mào)中心一號大廈頂部之間的距離,然后觀察是否出現(xiàn)只有人類頭發(fā)直徑大小的變化。對于太空天文臺來說,這是一個非常有挑戰(zhàn)性的目標,但如果想要探測到極端微弱的“時空漣漪”,這樣的表現(xiàn)是必需的。

  “一開始的幾天將會非常無聊;我們什么都做不了,”麥克納馬拉博士說,“我們只是讓這兩個測試重塊在太空中自由飄浮,然后通過觀察來不斷學習,因為這種類型的實驗此前從未有人做過。然后我們會開始探測我們的物理實驗室。我們想知道什么因素會使這些測試重塊脫離自由落體運動。”

激光干涉空間天線開路者號探測器開始測試

  天體追蹤器通常用來導航,但也可以用于尋找小行星

激光干涉空間天線開路者號探測器開始測試

  LPF會噴出氣體,從而繞著測試重塊飛行

  LPF無法自己探測引力波。為了完成這一任務,測試重塊之間38厘米的間隔需要整個探測器被發(fā)射到距離地球100萬公里甚至更遠的位置上——這也是Lisa任務要達到的目標。但是,有了LPF,就可以對度量衡原則進行確認,最重要的是,科學家可以開始對那些必將干擾實驗的“噪音”類型進行定性。

  對LPF來說,有些噪音來源于內(nèi)部設備自身的電流;此外還有一些可能會推動重塊偏離自由落體的物理因素,包括探測器內(nèi)細微的溫度變化,以及探測器本身質(zhì)量所產(chǎn)生的的近乎無法感知的引力牽拉。

  為了維持最理想的自由落體環(huán)境,LPF必須從頭到尾一直繞著測試重塊飛行,保護它們免受陽光壓力或細小的微隕石的影響。要做到這些,LPF要噴出微量的氣體,以產(chǎn)生細微的推力。“LPF上面的冷氣體推進器通常產(chǎn)生的推力,如果在地球上,只能夠阻止一片雪花落下,”空中客車防務與航空公司(Airbus Defence and Space)的拉爾夫·科爾代(Ralph Cordey)博士解釋道。LPF探測器正是在該公司位于英國的基地組裝的。

  LPF實際上具有兩組獨立的微型推進器,各自有獨立的控制系統(tǒng)。其中一組由歐洲的工業(yè)界提供;另一組是美國航空航天局(NASA)的項目成果。在最初的三個月里,歐洲的推進器將完成所有工作;從夏季往后,美國的控制系統(tǒng)和推進器將接管工作,并支持激光干涉儀的測量。

  一旦所有的測試完成,LPF將可能運行一些額外的、與引力波無關的實驗。目前正在考慮的想法包括探測近地小行星。這項工作可以用探測器上空閑的天體追蹤器進行。該儀器的導航傳感器將被編程,以向地球報告其視野中意料之外的小行星運動。

  另一項可能的實驗是利用LPF探測器上的超靈敏儀器對“Big G”進行定量,即萬有引力常數(shù)。這是牛頓力學中最基礎的數(shù)值,在研究兩個距離已知的質(zhì)體之間有多大的引力時至關重要。在地球的實驗室里,通過扭秤可以很 地得到萬有引力常數(shù),但利用LPF進行測量,將為物理學家提供完全不一樣的 數(shù)值。

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