如果這個(gè)瘋狂的想法成真，我們可實(shí)現(xiàn)在月球上探測(cè)引力波頻

科學(xué)家們提出在月球上建立一個(gè)引力波天文臺(tái)。

擬建在月球上的宇宙學(xué)引力波天文臺(tái)方案設(shè)計(jì)。(圖片來(lái)源:卡蘭·亞尼)

人類重返月球?qū)橛钪骈_辟一扇新的窗口。

美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)正在努力通過(guò)一個(gè)名為阿爾忒彌斯(Artemis)的項(xiàng)目，在本世紀(jì)20年代末之前在月球上及其周圍建立永久性的人類駐點(diǎn)?？赡茏罱K包括在月球異常安靜的遠(yuǎn)端的射電望遠(yuǎn)鏡——也許還有更雄心勃勃的地外科學(xué)設(shè)施。例如，最近的一項(xiàng)研究支持在月球上建立一個(gè)引力波天文臺(tái)。

追蹤引力波:照片中的LIGO（激光干涉引力波天文平臺(tái)）激光干涉儀項(xiàng)目

引力波是由大質(zhì)量物體的加速度在時(shí)空中產(chǎn)生的漣漪。1915年，阿爾伯特·愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論預(yù)言了它們，并在一個(gè)世紀(jì)后由激光干涉引力波天文臺(tái)(LIGO（激光干涉引力波天文平臺(tái)）)聯(lián)盟首次直接探測(cè)到。

LIGO（激光干涉引力波天文平臺(tái)）在兩個(gè)地點(diǎn)都有探測(cè)器，一個(gè)在路易斯安那州，一個(gè)在華盛頓州。每個(gè)探測(cè)器都是L形結(jié)構(gòu)，臂長(zhǎng)2.5英里(4公里)，陣中心有一個(gè)激光器。激光將光照射到每只探測(cè)臂上，然后用鏡子將光反射回來(lái)。如果一只探測(cè)臂發(fā)出的光回來(lái)得晚一點(diǎn)，可能是引力波引起畸形的說(shuō)明。

迄今為止，LIGO（激光干涉引力波天文平臺(tái)）團(tuán)隊(duì)已經(jīng)探測(cè)到幾十個(gè)引力波事件，其中大多數(shù)是由兩個(gè)黑洞之間的并星系引起的。但這是一項(xiàng)艱巨的工作，而我們嘈雜、活躍的地球讓發(fā)現(xiàn)信號(hào)變得困難。

這項(xiàng)新研究還指出，月球處在一個(gè)異常安靜的空間。

“月球?yàn)榻K極引力波天文臺(tái)提供了相對(duì)理想的條件，因?yàn)樗髿鈱酉”。l(fā)出明顯的地震噪聲，我們必須用地球上的激光干涉儀來(lái)降低這些噪聲，”研究報(bào)告的合著者、哈佛大學(xué)的天文學(xué)家阿維·勒布在一份聲明中說(shuō)。

羅布說(shuō):“月球觀測(cè)站將為我們發(fā)現(xiàn)意想不到的資源提供前所未有的靈敏度，并可能在我們探索新物理現(xiàn)領(lǐng)域中有所啟發(fā)?！薄癎LOC是月球表面科學(xué)皇冠上的寶石?！?/p>

月球時(shí)間軸:人類探索月球

“GLOC”是宇宙學(xué)引力波月球天文臺(tái)的縮寫，羅布和研究的主要作者卡蘭·亞尼為月球設(shè)施提出了這個(gè)名字。與LIGO（激光干涉引力波天文平臺(tái)）和地球上的其他探測(cè)器相比，GLOC將是巨大的，其設(shè)備臂長(zhǎng)度為25英里(40公里)。研究人員計(jì)算出，它的靈敏度極高，能夠在宇宙中近70%的可觀測(cè)體積中發(fā)現(xiàn)引力波現(xiàn)象。

“直到深入了解月球上的自然條件,我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)最具挑戰(zhàn)性的引力波頻譜可以從月球表面更好地進(jìn)行測(cè)量,從地球或外空間幾乎不可能,“賈尼,田納西州范德堡大學(xué)的天體物理學(xué)家在同一份聲明中說(shuō)。

目前，GLOC還只是一個(gè)提案階段，但賈尼和勒布表示，他們希望在未來(lái)幾年開展月球開發(fā)者項(xiàng)目以測(cè)試GLOC所需的技術(shù)。研究人員說(shuō)，如果GLOC或類似的東西最終建成，它將在未來(lái)幾十年為科學(xué)帶來(lái)可觀前景。

賈尼在聲明中說(shuō):“與只持續(xù)幾年的太空任務(wù)不同，GLOC的巨大投資效益是它在月球上建立了一個(gè)永久基地，可以維持幾代人研究宇宙，幾乎囊括了整個(gè)世紀(jì)?！?/p>

相關(guān)知識(shí)

激光干涉引力波天文臺(tái)（英語(yǔ)：Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory，縮寫：LIGO）是探測(cè)引力波的一個(gè)大規(guī)模物理實(shí)驗(yàn)和天文觀測(cè)臺(tái)，其在美國(guó)華盛頓州的漢福德與路易斯安那州的利文斯頓，分別建有激光干涉儀。利用兩個(gè)幾乎完全相同的干涉儀共同進(jìn)行篩檢，可以大幅度減少誤判假引力波的可能性。[1]干涉儀的靈敏度極高，即使臂長(zhǎng)為4千米的干涉臂的長(zhǎng)度發(fā)生任何變化小至質(zhì)子的電荷直徑的萬(wàn)分之一，都能夠被精確地察覺(jué)。[2]

BY: Mike Wall

FY:Jane

如有相關(guān)內(nèi)容侵權(quán)，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)布后聯(lián)系作者刪除

轉(zhuǎn)載還請(qǐng)取得授權(quán)，并注意保持完整性和注明出處