Lisa Pathfinder将为我们铺平我们第一次“看到”黑洞©ESA

Lisa Pathfinder会为我们铺平道路‘see’黑洞第一次

为什么Lisa Pathfinder Mission,即将推出,可以通过向宇宙中的一个全新的橱窗提供一个完全新的橱窗来彻底改变天文学。

因为爱因斯坦提出了他的一世纪 一般相对论理论 但它仍然有助于我们揭示了宇宙最深的奥秘。现在 Lisa Pathfinder Mission. 将为我们学习我们从未见过的暴力事件的方式 - 例如建立大规模的黑洞。

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探针是测试推出其他任务ELISA的技术,以2034年推动ELISA,这旨在检测称为引力波的太空中的涟漪。有趣的是,该项目也可能有助于我们证明爱因斯坦的一般相对论理论最极端的方面。

追逐波浪

一般相对论的说明,重力只是一个事实的表现,质量导致周围空间曲线,并且它是指示曲线的曲率,该空间跟踪后跟任何其他物体,或者确实是光。当地球绕太阳时,它是巨大的太阳扭曲了它周围的空间,留下了较少的大部分地球,就像它一样的“直线”是可以的,但在弯曲的空间中:净效应是我们熟悉的轨道。

爱因斯坦表明,如果出现在导致空间区域曲线区域的质量分布,曲率的变化将以有限速度传播 - 我们现在知道是光速。这些在空间曲率中传播纹波是我们所说的 引力波.

重力是协调宇宙的力量,但直到现在我们只能观察到一些最肤浅的效果。然而,直接检测和研究引力波的能力将在宇宙上打开一个完全新的窗口。

艺术家的黑洞融合的印象©NASA / Wikimedia
艺术家的黑洞融合的印象©NASA / Wikimedia

引力波观察会允许我们看到巨大的黑洞创造的亲密细节;螺旋形黑洞螺旋形,并作为星系碰撞合并;和中子恒星和黑洞在各种配对中,直到它们不可避免地向内螺旋和合并。

使用普通望远镜来看,直接看待这些事件的核心,可以使用测量电磁辐射的普通望远镜。这是因为通常周围这些事件的激发事物会掩盖我们的电磁观点。此外,我们从未直接观察过的黑洞, 几乎没有电磁辐射。但爱因斯坦预测,如果他们正在加速,他们会发出引力波 - 因为在轨道系统中,这就是为什么重力波检测器可以第一次“看到”它们的原因。

大挑战 - 更大的回报

通过引力波的效果非常简单:波应该在一个方向上伸展空间并沿直角的方向缩小。引力波检测器称为 激光干涉仪(因此已经存在于地球上,因此通过在两个垂直方向上分离激光束并将它们送到长的真空管中。然后,两条路径被镜子反射到它们启动的点,其中放置了检测器。如果波浪在其方面被引力波受到干扰,则重组光束将显示其整体亮度的变化。

但我们需要进入太空以捕捉最富有,最多的引力波信号。 ELISA将是第一个空间传播波天文台。

ELISA将包括三角形布置的三颗卫星,其武器在一百万公里。在每个航天器的“测试质量”之间的精密臂长度测量将在反射沿着长臂上行进的测量激光束之间的“测试质量”之间进行。

ELISA是一个复杂的使命。但科学回报将是巨大的。然而,第一步是确定所需的灵敏度是可实现的。为了证明这一点,LISA Pathfinder Mission将采用测试质量和ELISA的臂的长度测量系统,压缩成一个紧凑的航天器。这些 测试群众 理想情况下,将完全不受任何干扰的情况下移动。激光干涉仪将监测它们之间的分离,以确定没有不可接受的微小流动力作用。

我领导英国团队长期努力,努力开发用于探路者的激光计量系统。对我们来说,发射将是定义时刻,信号在太空中发出激动人心的波浪天文学开始。

哈利病房,物理和天文学中的读者, 格拉斯哥大学

本文最初发布 谈话。阅读 来源文章.


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