中科院计划发卫星探测中低频段引力波 或与欧空局合作国际新闻

中亿财经网 / 国际新闻 / 来源: 作者:NH00013阅读: 2016-02-22
中国日报2月16日电(记者 程盈琪)2016年2月11日LIGO(激光干涉引力波观测站)实验组宣布直接观测到引力波信号。这一划时代的发现不仅是对爱因斯坦广义相对论一次意义非凡的
中国日报2月16日电(记者 程盈琪)2016年2月11日LIGO(激光干涉引力波观测站)实验组宣布直接观测到引力波信号。这一划时代的发现不仅是对爱因斯坦广义相对论一次意义非凡的直接验证,也为人类进一步探索宇宙的起源、形成和演化提供了一个全新的观测手段,包括探测宇宙大爆炸时期的引力波,为深入研究超越爱因斯坦广义相对论的量子引力理论提供了实验基础,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。

日前,中国科学院空间引力波探测论证组透露,中科院已启动太极计划,拟于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(1x10-4-1.0 Hz)引力波的直接探测。

“目前包括LIGO在内的国际上大多数引力波探测实验是地面探测。由于探测器的臂长限制和地面干扰,只能观测高频引力波。而空间探测则不受此限制,可以观测中低频引力波。”中国科学院大学副校长、中国科学院院士吴岳良告诉记者。

空间引力波太极计划涉及学科领域和前端技术广泛,包括物理学、天文学、 宇宙学、天体物理、空间科学、光学,以及精密测量、航天技术、导航与制导、飞行器与轨道设计等,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。

目前,国际上最主要的空间引力波探测项目是由欧洲航天局推进的LISA激光干涉空间天线计划,这是一种部署在轨道上的引力波天文台,利用两颗距离百万英里的卫星研究引力波。去年12月2日,欧空局发射了斥资10亿欧元设计的空间观测平台测试任务LISA探路者号,对LISA的整体设计进行先导性尝试探测。

目前地面上已经有观测站在捕捉这些引力波,但是空间观测站可以从光谱的另一端探寻这种时空涟漪。“这就像同时用射电望远镜和光学望远镜进行探测一样。”德国汉诺威市马普学会引力物理研究所主任、LISA探路者项目共同负责人Karstendanzmann说,“你所看到的这部分宇宙是完全不同的。”

据中国科学院空间引力波探测论证组专家透露,太极计划有两个方案。方案一是参加欧洲空间局的eLISA(于2012年后缩减后的LISA计划)双边合作计划。双方将于今年秋天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。方案二是于2033年前后发射一组中国的引力波探测卫星组,与2035年左右发射的eLISA卫星组同时邀游太空,进行低频引力波探测,互为验证,互相补充。这两种方案将于今年年底提交国家相关部门讨论后作出决定。

“如果用交响乐来比喻引力波的探测,我认为,LIGO实验是一个很好的序曲,成功证明了引力波的存在。但是之后的乐章还是在空间探测,”中国科学院力学所研究员、着名流体物理学家、中国科学院院士胡文瑞说。

“引力波是我们未来观测宇宙的新手段,中国必须要积极参与。如果我们能进行独立的探测,我们肯定能够保持和欧空局同等、甚至领先欧空局的水平。如果我们仅仅作为参与伙伴,也将为我国的空间科学研究、高端空间技术和科学卫星整体水平带来一个飞跃。这一切最终取决于国家的决心和经济投入能力。”胡文瑞说。


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