在歐盟向一項(xiàng)設(shè)計(jì)研究提供300萬(wàn)歐元的資助后，物理學(xué)家日前公布了他們的引力波望遠(yuǎn)鏡研制計(jì)劃，該項(xiàng)目為研究宇宙打開了一扇新的窗口。
研究人員希望耗資10億歐元的愛(ài)因斯坦望遠(yuǎn)鏡（ET）不但能夠探測(cè)所謂的時(shí)空微脈動(dòng)——在這10年里，許多探測(cè)器都希望能夠?qū)崿F(xiàn)這一目標(biāo)，而且能夠?qū)π纬伤鼈兊挠钪娲鬄?zāi)難作出詳細(xì)的觀測(cè)——包括黑洞或中子星融合以及超新星塌陷。
愛(ài)因斯坦望遠(yuǎn)鏡的科學(xué)協(xié)調(diào)人、意大利佩魯賈市國(guó)家核子物理研究所的Michele Punturo表示：“它將提供一幅與質(zhì)量相關(guān)的宇宙補(bǔ)充圖像。”
根據(jù)阿爾伯特·愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論的預(yù)測(cè)，探測(cè)引力波的難度之大是出了名的。
現(xiàn)階段的探測(cè)器——包括美國(guó)的雙子LIGO儀器、歐洲的Virgo和GEO600，以及日本的TAMA——迄今為止在這項(xiàng)研究中都是空白，盡管它們已經(jīng)限制了來(lái)自不同電勢(shì)源的引力釋放。
這些探測(cè)器通過(guò)讓激光束沿著兩個(gè)數(shù)千米長(zhǎng)的正交臂反復(fù)彈跳而進(jìn)行工作。
當(dāng)一個(gè)引力波穿越探測(cè)器時(shí)，它將壓縮一條臂并伸展另一條臂，此時(shí)這兩條臂所遇到的一部干涉儀將嘗試測(cè)量這一微小的長(zhǎng)度差異——甚至不足一個(gè)原子核的寬度。
LIGO和Virgo目前正在進(jìn)行版本升級(jí)，從而使它們的敏感度至少比原始水平增加10倍。
研究人員希望這種第二代探測(cè)器在2015年聯(lián)機(jī)后，每年能夠探測(cè)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的電勢(shì)源。
Punturo指出：“如果一個(gè)來(lái)源在1年后仍然沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)，那么不是理論就是探測(cè)器有毛病了。”
愛(ài)因斯坦望遠(yuǎn)鏡是第三代探測(cè)器的第一個(gè)代表，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)另一個(gè)10倍改進(jìn)計(jì)劃。
愛(ài)因斯坦望遠(yuǎn)鏡的探測(cè)臂將有10千米長(zhǎng)，它們將被建造于地下100多米深的隧道中。這些隧道實(shí)際上將包含以不同頻率操作的兩部探測(cè)器，它們將共同覆蓋可在地球上探測(cè)到的所有頻率——從1赫茲到10千赫。
研究人員希望，愛(ài)因斯坦望遠(yuǎn)鏡的作用能夠遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)簡(jiǎn)單的電勢(shì)源探測(cè)，以及辨別它們的一些屬性。如果幸運(yùn)的話，它將能夠穿越宇宙的歷史，回到宇宙微波背景輻射形成之前——當(dāng)時(shí)的宇宙對(duì)于電磁輻射而言是不透明的。
為期3年的愛(ài)因斯坦望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)研究將有200多位科學(xué)家參與其中。研究人員現(xiàn)在的目標(biāo)是組建自己的團(tuán)隊(duì)，并開始開發(fā)修建愛(ài)因斯坦望遠(yuǎn)鏡所必需的激光、光學(xué)和機(jī)械技術(shù)。
Punturo表示：“我們需要將這種概念的采集轉(zhuǎn)化為一部實(shí)實(shí)在在的裝置。”為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，研究人員將需要更多的資金，并且他們也必須同國(guó)家資助機(jī)構(gòu)展開微妙的合作過(guò)程，從而為愛(ài)因斯坦望遠(yuǎn)鏡的建設(shè)籌措資金。
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