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“太极计划”:通过观测引力波了解早期宇宙演化信息

时间:2016年06月20日 信息来源:光明日报 点击: 【字体:

位于美国的激光干涉仪引力波观测台(LIGO)在引力波观测上接连取得成功,那么,中国还需要投入庞大资金进行引力波探测计划吗?空间引力波探测计划“太极计划”主要召集人之一、中国科学院大学副校长吴岳良院士的回答很坚决:“需要。因为我们的科学目标不一样,我们希望发现的是中低频段的引力波信号,它们带着宇宙演化早期的信息。”


吴岳良介绍,LIGO的设计性能对高频段引力波信号比较灵敏,而“太极计划”将聚焦中低频段的引力波信号。“高频段引力波信号多是由小黑洞并合等事件产生的”,小黑洞是恒星“死亡”后迅速坍塌形成的,从宇宙演化的时间尺度而言,都是“近期”发生的事件。


吴岳良说:“‘太极计划’想要探测的是中低频段的引力波信号,这些信号可能由大质量或中等质量黑洞并合产生,而大质量、中等质量黑洞在宇宙演化早期就已经形成了,通过观测它们,我们能了解到宇宙早期的情况。”


吴岳良介绍,与其他计划中的引力波探测计划相比,“太极计划”能更大程度地保证实验的精确性和技术的可操作性——“太极计划”是将三颗卫星发射到太阳轨道上,在位于偏离地球—太阳方向约18~20度的位置进行绕日运动。


吴岳良说:“比如,如果卫星是绕地球转,那就不可避免地因为与太阳距离不同的关系产生温度差,这对卫星探测到的信号精度有很大影响。而在太阳轨道,就能保持温度稳定。”而绕地飞行由于卫星间激光干涉臂长在十万公里级,因此激光干涉的精度需达到0.1皮米,“在目前的技术手段下,要想达到这样的目标实在是太困难了”。但在太阳轨道,卫星间干涉臂长可到几百万公里,达到相同的精度,激光干涉只要达到几个皮米就可以了,“在技术上更容易实现”。同时,绕日运行可以避开地球重力场的影响。


吴岳良透露,目前“太极计划”正在进行国家立项讨论,“LIGO的成功对我们是一种促进,我们将加快推动‘太极计划’的进程”。

  


(作者:齐 芳)
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