100多年前,在爱因斯坦提出广义相对论不久后,他就做出了一个革命性的预测:当大质量物体加速时,它们会扰动时空结构,产生所谓的引力波。但直到2015年,激光干涉仪引力波天文台(LIGO)才首次直接探测到两个黑洞并合产生的引力波。
现在,LIGO与其他地基天文台一起,已经观测到了越来越多的引力波事件,有的来自双黑洞的并合,有的来自双中子星并合,还有的来自中子星和黑洞并合。但LIGO和其他地基天文台只能探测到特定频率范围的引力波,如果我们想要探测到更低频率的引力波,就需要空基引力波天文台。
1月25日,欧洲空间局的科学计划委员会正式批准了空间激光干涉仪(LISA)任务,这项工作将于2025年1月开始,并计划于2035年发射。
LISA不仅仅是一个航天器,而是由三个相同的航天器组成的。它们将追踪地球绕太阳运行的轨道,在太空中形成一个精确的等边三角形。这个等边三角形的边长约为地月距离的6倍多。
这三个航天器将分别承载了两个固体金-铂立方体,它们自由漂浮在航天器中心的特殊容器中。引力波会引起不同航天器中的立方体之间的微小距离变化,LISA将通过在相邻的航天器之间交换激光束来追踪这些变化。
当LISA成功升空并开始运行时,它将为我们带来全新的宇宙信息。例如,LISA将在整个宇宙中探测星系中心的超大质量黑洞并合产生的引力波,这将使我们更好地理解超大质量黑洞的起源和演化;由于引力波携带了发射源的距离信息,因此LISA将帮助天文学家测量宇宙膨胀的变化;在银河系中,LISA将探测到许多像白矮星或中子星这样的致密天体的并合,从而为我们了解这些系统演化的最后阶段提供一个独特的视角。
在宇宙中,有许多天体物理现象要么非常暗淡,要么完全看不见。引力波作为光以外的另一种宇宙“信使”,能够探索过去无法探测到的宇宙部分。而LISA的出现,也将进一步完善我们对宇宙的起源、演化和结构的认知。
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