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标 题[摘录]找寻重力波(转载自中研院天文网 ASIAA ASWEB)
发信站铭传筑梦别境 (Thu May 19 23:19:01 2005)
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重力波理论是由爱因斯坦於广义相对论中的时空概念所引伸出来。而近一百年来
,科学家一直寻找证明重力波存在的直接证据。这已经变成是世界性的活动,美
国、欧洲与日本等地都积极地发展出各种地面的观测设备。在不久的将来,这些
观测设备将会载送到太空,进行观测。最近有一项将於2012年发射的欧洲太空总
署与美国太空总署联合计画,称为LISA(laser Interferometric Space Antenna
)。LISA由三艘太空船所组成,将是绕行地球的轨道上,最大的科学仪器。
根据爱因斯坦的相对论,重力波是由宇宙中大质量天体(例如中子星或是黑洞)
的运动所引起。当遥远天体运动时,它们之间的重力也会随之改变;相同的原理
,带电的粒子运动时将会发射出电视或是收音机可以收到的电磁波讯号。如果是
像电子这种非常轻的粒子,运动的速度将会很快,所以可以发射出包括可见光波
段与X射线波段等频率范围涵盖很广的电磁波。因为发射重力波的天体都比电子要
重得多,所以科学家预测重力波的频率应该非常的低,大概是数秒到数小时才会
侦测一个完整的波动。
重力波非常的微弱,微弱到地球上的一些效应(例如地震)都会干扰到侦测的结果
,因此限制了侦测仪器的灵敏度。但如果增加侦测仪器的质量就可以增加灵敏度,
因此重力波侦测器都尽量盖的越大越好。现在的地面侦测器涵盖的范围大约是数公
里见方,可以用来侦测到超新星爆炸之下的中子星讯号(大约千分之一秒一次讯号
),或是本银河系附近的天体碰撞讯号。但是我们最感兴趣的黑洞碰撞或是星系融
合的讯号,却因为频率太低,被地球随机的地震波所淹没。因此解决这样的困扰,
唯一的方法应该就是把仪器送进太空中。
在LISA的计画中,将会有三艘相距五百万公里远的太空船,相互间用雷射进行探测
,可以侦测到数百亿分之一公尺的扰动。要达到这麽高的灵敏度,侦测仪器需要放
在真空室中,避免太空中带电粒子的碰撞所影响。由於这麽高的灵敏度,太空任务
的精确度也要提高近1000倍,因此欧洲太空总署将会在2008年,执行LISA探路者的
试飞计画,以确保雷射仪器能达到要求的灵敏度。
参考资料来源:Searching for Gravity Waves, 2005.04.05;转载自中研院天文网
* 转载自台北天文馆
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