GLOC!为月球探测引力波频奠定基础,未来可期


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如果这个疯狂的想法成真 , 我们可实现在月球上探测引力波频
科学家们提出在月球上建立一个引力波天文台 。

拟建在月球上的宇宙学引力波天文台方案设计 。 (图片来源:卡兰·亚尼)
人类重返月球将为宇宙开辟一扇新的窗口 。
【GLOC!为月球探测引力波频奠定基础,未来可期】美国国家航空航天局(NASA)正在努力通过一个名为阿尔忒弥斯(Artemis)的项目 , 在本世纪20年代末之前在月球上及其周围建立永久性的人类驻点 。 可能最终包括在月球异常安静的远端的射电望远镜——也许还有更雄心勃勃的地外科学设施 。 例如 , 最近的一项研究支持在月球上建立一个引力波天文台 。

追踪引力波:照片中的LIGO(激光干涉引力波天文平台)激光干涉仪项目
引力波是由大质量物体的加速度在时空中产生的涟漪 。 1915年 , 阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论预言了它们 , 并在一个世纪后由激光干涉引力波天文台(LIGO(激光干涉引力波天文平台))联盟首次直接探测到 。


LIGO(激光干涉引力波天文平台)在两个地点都有探测器 , 一个在路易斯安那州 , 一个在华盛顿州 。 每个探测器都是L形结构 , 臂长2.5英里(4公里) , 阵中心有一个激光器 。 激光将光照射到每只探测臂上 , 然后用镜子将光反射回来 。 如果一只探测臂发出的光回来得晚一点 , 可能是引力波引起畸形的说明 。
迄今为止 , LIGO(激光干涉引力波天文平台)团队已经探测到几十个引力波事件 , 其中大多数是由两个黑洞之间的并星系引起的 。 但这是一项艰巨的工作 , 而我们嘈杂、活跃的地球让发现信号变得困难 。
这项新研究还指出 , 月球处在一个异常安静的空间 。

“月球为终极引力波天文台提供了相对理想的条件 , 因为它大气层稀薄 , 发出明显的地震噪声 , 我们必须用地球上的激光干涉仪来降低这些噪声 , ”研究报告的合著者、哈佛大学的天文学家阿维·勒布在一份声明中说 。
罗布说:“月球观测站将为我们发现意想不到的资源提供前所未有的灵敏度 , 并可能在我们探索新物理现领域中有所启发 。 ”“GLOC是月球表面科学皇冠上的宝石 。 ”

月球时间轴:人类探索月球
“GLOC”是宇宙学引力波月球天文台的缩写 , 罗布和研究的主要作者卡兰·亚尼为月球设施提出了这个名字 。 与LIGO(激光干涉引力波天文平台)和地球上的其他探测器相比 , GLOC将是巨大的 , 其设备臂长度为25英里(40公里) 。 研究人员计算出 , 它的灵敏度极高 , 能够在宇宙中近70%的可观测体积中发现引力波现象 。
“直到深入了解月球上的自然条件我们发现一个最具挑战性的引力波频谱可以从月球表面更好地进行测量从地球或外空间几乎不可能“贾尼田纳西州范德堡大学的天体物理学家在同一份声明中说 。

目前 , GLOC还只是一个提案阶段 , 但贾尼和勒布表示 , 他们希望在未来几年开展月球开发者项目以测试GLOC所需的技术 。 研究人员说 , 如果GLOC或类似的东西最终建成 , 它将在未来几十年为科学带来可观前景 。
贾尼在声明中说:“与只持续几年的太空任务不同 , GLOC的巨大投资效益是它在月球上建立了一个永久基地 , 可以维持几代人研究宇宙 , 几乎囊括了整个世纪 。 ”

相关知识
激光干涉引力波天文台(英语:Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory , 缩写:LIGO)是探测引力波的一个大规模物理实验和天文观测台 , 其在美国华盛顿州的汉福德与路易斯安那州的利文斯顿 , 分别建有激光干涉仪 。 利用两个几乎完全相同的干涉仪共同进行筛检 , 可以大幅度减少误判假引力波的可能性 。 [1
干涉仪的灵敏度极高 , 即使臂长为4千米的干涉臂的长度发生任何变化小至质子的电荷直径的万分之一 , 都能够被精确地察觉 。 [2

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