如果這個瘋狂的想法成真，我們可實現(xiàn)在月球上探測引力波頻

科學(xué)家們提出在月球上建立一個引力波天文臺。

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

人類重返月球?qū)橛钪骈_辟一扇新的窗口。

美國國家航空航天局(NASA)正在努力通過一個名為阿爾忒彌斯(Artemis)的項目，在本世紀20年代末之前在月球上及其周圍建立永久性的人類駐點?？赡茏罱K包括在月球異常安靜的遠端的射電望遠鏡——也許還有更雄心勃勃的地外科學(xué)設(shè)施。例如，最近的一項研究支持在月球上建立一個引力波天文臺。

追蹤引力波:照片中的LIGO（激光干涉引力波天文平臺）激光干涉儀項目

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

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

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

這項新研究還指出，月球處在一個異常安靜的空間。

“月球為終極引力波天文臺提供了相對理想的條件，因為它大氣層稀薄，發(fā)出明顯的地震噪聲，我們必須用地球上的激光干涉儀來降低這些噪聲，”研究報告的合著者、哈佛大學(xué)的天文學(xué)家阿維·勒布在一份聲明中說。

羅布說:“月球觀測站將為我們發(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>

月球時間軸:人類探索月球

“GLOC”是宇宙學(xué)引力波月球天文臺的縮寫，羅布和研究的主要作者卡蘭·亞尼為月球設(shè)施提出了這個名字。與LIGO（激光干涉引力波天文平臺）和地球上的其他探測器相比，GLOC將是巨大的，其設(shè)備臂長度為25英里(40公里)。研究人員計算出，它的靈敏度極高，能夠在宇宙中近70%的可觀測體積中發(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)一個最具挑戰(zhàn)性的引力波頻譜可以從月球表面更好地進行測量,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。

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

賈尼在聲明中說:“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永久基地，可以維持幾代人研究宇宙，幾乎囊括了整個世紀?！?/p>

相關(guān)知識

激光干涉引力波天文臺（英語：Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory，縮寫：LIGO）是探測引力波的一個大規(guī)模物理實驗和天文觀測臺，其在美國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。利用兩個幾乎完全相同的干涉儀共同進行篩檢，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，即使臂長為4千米的干涉臂的長度發(fā)生任何變化小至質(zhì)子的電荷直徑的萬分之一，都能夠被精確地察覺。[2]

BY: Mike Wall

FY:Jane

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