现在,我们接近引力波空间天文台一步

经过:帕特里克·基格(Patrick J. Kiger)

ELISA将是探索宇宙引力基础的太空中的第一台观测站,从而补充了我们对宇宙开始,进化和结构的知识。Max-Planck-Institut Fr GratitationsPhysik(Albert-Einstein-Institut)/YouTube“width=
ELISA将是探索宇宙引力基础的太空中的第一台观测站,从而补充了我们对宇宙开始,进化和结构的知识。Max-Planck-Institut Fr GratitationsPhysik(Albert-Einstein-Institut)/YouTube

您可能还记得2月,来自各个国家的1000多名科学家的财团宣布他们终于发现了引力波的存在的第一个切实证据。海浪,首先由阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)预测大约一个世纪以前,基本上是由于真正巨大物体(例如黑洞)加速而引起的时空结构的涟漪。

从地球表面的有利位置发现引力波是激光干涉仪重力波体天文台(Ligo)实验室的艰难壮举,该实验室花费了大约15年的努力和6.2亿美元来完成其壮举。这样做涉及将激光束向下射击,长2.5英里长(4公里)长的隧道并将它们从镜子上弹跳,然后寻找当引力波略微变形隧道时引起的微妙变化。

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这一切都是必要的,因为地球的表面充满了噪音,这使得很难发现波浪的信号 - 从相对安静的空间中研究引力波要容易得多。这就是欧洲航天局(ESA)设想部署的原因Elisa这是一群遥远的轨道卫星,该星座将在2030年代中期通过激光彼此通信。这样的天文台可以扫描宇宙,而不仅可以斑点引力波,而且比我们在地面上所能做到的要精确得多。作为朝着这一目标的一步,2015年12月,ESA推出了丽莎探路者这是一款较小规模的卫星,旨在测试和演示他们计划在ELISA项目中使用的技术。

周二早上,ESA科学家宣布,Lisa Pathfinder上未来的天文台的关键组成部分(2.4磅(2公斤)高纯色金铂合金的立方体 - 已经通过了一系列重要测试。一个文章今天发表在《物理评论的信》上表明,该立方体是有史以来最接近实现真实对象的最接近的立方体自由落体- 也就是说,在没有重力以外的任何力的空间中移动。

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艺术家对地球周围轨道上的丽莎探路者的描述。
ESA/Getty图像

这至关重要,因为有一天ELISA将取决于这种无摩擦的立方体,将三角形的三角形配置放在太空中的三角形配置上,彼此之间约为620,000英里(998,000公里)。它的仪器将检测到引力波引起的立方体之间的距离之间的微小变化。但是为此,卫星将不得不阻止其他会淹没引力波的信号的影响。

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从高纯度金白色合金块雕刻而成的测试质量正在丽莎探路者航天器上飞行。
ESA/CGS水疗中心

ESA项目科学家保罗·麦克纳马拉(Paul McNamara)上周通过Skype呼叫解释说:“系统中的任何噪声 - 太阳辐射,热,磁性和引力效应产生的压力都可能会扰动引力波。”

为了滤除这些效果,丽莎探路者正在测试推进器的保护系统,该系统旨在以补偿此类​​因素的方式调整航天器。

麦克纳马拉(McNamara)说,丽莎探路者(Lisa Pathfinder)包含了ELISA的缩放量表,在该版本中,多维数据集的位置仅位于厘米,而不是相隔数十万公里。尽管如此,测试结果使他相信全尺度技术也会正常工作。

他说:“我们唯一缺少的是激光(之间)的两瓦瓦。”“这是我们可以在地面上测试的东西。我们完成的部分是您只能在太空中测试的东西。”

使用干涉法用精度测量空间的距离不是一个新概念。麦克纳马拉注意。他引用了美国宇航局的榜样优雅Mission于2002年推出,使用微波来测量一对卫星之间距离位置约137英里之间的距离的变化。

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