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中国布局引力波探测

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原标题:中国布局引力波探测

LIGO今年2月8日发布的这张照片显示,LIGO的技术人员正在美国路易斯安那州利文斯顿市的引力波探测器实验室内工作。新华

【深圳商报讯】综合新华社等媒体报道,美国LIGO(激光干涉引力波观测站)实验组近日宣布成功探测到引力波,震动世界。中国也正在积极布局引力波探测和研究,中国科学院16日公布了空间引力波探测与研究的“空间太极计划”。

一百年前,爱因斯坦在创立了广义相对论后不久就提出了引力波存在预言。百年来,世界各国的科学家为寻找和发现引力波付出了巨大的努力,建造了多种实验装置。今年2月11日,LIGO实验组宣布直接观测到引力波信号。这一划时代的发现开启了引力波物理和天文学以及量子宇宙物理研究的新纪元。

20世纪60年代,人们开始在地面用共振天线探测引力波,但是由于灵敏度不够而未获得肯定的结果。90年代以来,人们开始用激光干涉方法在地面测量引力波,其技术水平比共振天线法的探测灵敏度提高了四个数量级,使得LIGO实验组最终能够直接观测到引力波的信号。

1993年,欧洲空间局(ESA)首先提出激光干涉空间天线(LISA)计划,LISA计划的引力波源是双星系、超大质量双黑洞和大质量比双黑洞的并合、普通星系核中大质量黑洞捕获恒星质量黑洞、超致密双星、以及大质量天体的爆炸等。2015年底已发射了LISA的关键技术验证卫星LISA-Pathfinder,计划于2025年左右发射由三颗各相距500万公里,装有空间激光干涉仪的卫星组进行空间引力波探测。

最近,美国提出的后“爱因斯坦计划”包括两颗星,其中一颗是“大爆炸观测者”,着重于探测地面和LISA之间的中频引力波。空间激光干涉法测量中、低频引力波将是天文学和空间宇宙物理最前沿的课题。

按照“空间太极计划”,我国将在2030年前后发射由位于等边三角形顶端三颗卫星组成的引力波探测星组,用激光干涉方法进行中低频波段引力波的直接探测。主要科学目标是观测双黑洞并合和极大质量比天体并合时产生的引力波辐射,以及其他的宇宙引力波辐射过程。

中科院力学研究所胡文瑞院士表示,“空间太极计划”涉及学科领域和前端技术广泛,需要发展空间超远距离超高精度激光测量、超高灵敏度惯性传感器,以及超高精度卫星无拖曳控制等下一代高端空间技术,这些技术对于提升我国空间科学和深空探测的技术水平具有重要意义,对惯性导航、地球科学、高精度卫星平台建设等应用领域也将发挥积极的作用。

胡文瑞说,“空间太极计划”是一个中欧合作的国际合作计划,目前有两个方案:方案一是参加欧洲空间局的LISA双边合作计划;方案二是发射一组中国的引力波探测卫星组,与2035年左右发射的LISA卫星组同时邀游太空,进行低频引力波探测。

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