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太空中的激光LISA 发现时空变换

5000 万公里外的实验场正在建设中。(来源:欧空局)
三千万英里之外,实验场正在建设中。(来源:欧空局)
三颗装有浮动金立方体和激光的卫星将探测引力波。该系统设置在距离地球数百万英里的地方,是一个巨大的系统,可以让以前未知的事物变得清晰可见。
Astronomy / Space Science

欧空局提出了在太空建造引力波探测器的计划。建造工作将于 2025 年 1 月开始。计划于 2035 年发射升空。届时,"LISA"(激光干涉仪太空天线)就可以投入使用了。

这个系统肯定不会小。它由三颗卫星组成,每颗卫星相距 150 万英里(地球和月球之间距离的六倍),呈等边三角形,每颗卫星通过激光与另一颗卫星接触。

测量将在地球轨道上进行,但距离地球约 3000 万英里(地球与太阳之间距离的三分之一)。这个区域距离地球足够远,可以避免干扰。此外,拉格朗日点 L4 和 L5 也在安全距离之内,尘埃云和微粒在与地球和太阳的相互作用中聚集在这里。

黑点测量

由黄金和铂金制成的立方体让引力波清晰可见。(来源:欧空局)
由黄金和铂金制成的立方体让引力波清晰可见。(来源:欧空局)

试验场的结构也令人兴奋。每颗卫星都包含一个由黄金和铂金制成的浮动立方体,其大小可以轻松放入手掌中。每颗卫星上的激光可以测量与另外两个测试物体的距离。

如果引力波(基本上是时空的晃动)击中卫星,立方体之间的距离就会发生微小的变化。这种变化是十亿分之几毫米,即几皮米。这仍然可以用高频激光测量出来。

此外,三颗卫星之间的距离使得以前检测不到的波频也能被记录下来。这意味着可以观测到银河系内碰撞的白矮星和中子星。从数据中还可以确定它们的位置。

此外,还有一些特别重的物体可以穿透黑洞的事件视界。现有的射电天线和安装在地面上的引力波探测器至今都无法确定这些事件及其在时空中发出的波。这就好像我们一直戴着眼罩透过黑洞观察,终于可以在 2035 年摘下眼罩。

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Mario Petzold, 2024-01-30 (Update: 2024-01-30)