Detección de ondas gravitacionales del espacio： capturar las ondas gravitacionales ＂notas＂ en el espacio

Métodos de detección de ondas gravitacionales de diferentes frecuencia

Hace unos días, se deslizó un mensaje sobre la detección de ondas gravitacionales espaciales en el círculo astronómico.

Según el sitio web oficial de la Administración del Espacio Europeo (en adelante, denominado Oficina Europea y Aérea), su Comité Subordinado de Proyectos Científicos decidió por unanimidad en la reunión celebrada el 20 de junio para determinar formalmente la Antena del Espacio de Interferencia Láser (LISA) de la gravitacional Ondas.Según el horario, Lisa detectará ondas gravitacionales del aire en 2034.

De hecho, además de Lisa, mi país también planea expandir la exploración de ondas gravitacionales en el espacio.Entonces, ¿cuál es la diferencia entre las ondas gravitacionales de detección espacial en comparación con la detección de la onda gravitacional de la base?Cuando estas estaciones de detección de espacios se ponen en uso, ¿qué papel jugará la Fundación de detección de ondas gravitacionales?Un periodista de los expertos de la industria entrevistó diariamente a científicos y tecnológicos a este respecto.

Una ola de giros y vueltas a las tareas de Lisa

Dado que Einstein predice la existencia de ondas gravitacionales, innumerables científicos e instituciones de investigación científica han ido a estudiar y observar ondas gravitacionales, y capturar el rastro de ondas gravitacionales a través de varios experimentos científicos.

En pocas palabras, las ondas gravitacionales son una «ondulación de tiempo y espacio» especial producida en el universo cuando el enorme cuerpo celestial acelera el movimiento, que puede imaginarlo como un ligero altibajos en el tiempo y el espacio en sí.Con la propagación de las ondas gravitacionales, se estirará o exprimirá los objetos, pero estas deformaciones son solo niveles subatómicos, es decir, un nivel de material más pequeño que los átomos.Debido a que es pequeño, es muy difícil de observar.

Después de más de 30 años de esfuerzos incesantes y renovación de técnicos y de dispositivos, el Observatorio de onda de gravedad de interferencia láser (LIGO) ha detectado directamente el primer caso de ondas gravitacionales en septiembre de 2015, y se han determinado tres casos.Los dos instrumentos de interferencia de LIGO fueron construidos en el suelo, y se ubicaron en Lvestuson, Louisiana, South Coast, 3.000 kilómetros de distancia, y Hanford en Washington, Washington, Costa del Noroeste.

A diferencia de LIGO, Lisa es el primer observatorio de ola gravitacional construido en el espacio.

El progreso de la tarea LISA puede describirse como giros y vueltas.Ya en la década de 1990, la Agencia Aeroespacial de los Estados Unidos (NASA) y la Agencia Espacial Europea planearon cooperar para promover la tarea de LISA.Pero para 2011, Estados Unidos se retiró de la misión debido a problemas presupuestarios.En 2013, la Oficina Aérea Europea propuso que figuraba como la tercera tarea más grande en el plan científico de la Oficina Aérea Europea, pero debido a problemas como fondos ajustados, no se decidió.

Según los informes, LIGO ha detectado repetidamente ondas gravitacionales, y el exitoso lanzamiento de Lisa Roadters lanzó con éxito y completó la tarea científica en la primera etapa, la NASA tiene la intención de regresar a LISA en el 20%de la cantidad total de la tarea de la contribución de capital.En este contexto, la Oficina Aérea Europea decidió oficialmente incorporar a LISA en la «lista» de tarea a gran escala.Si el progreso es suave, Lisa comenzará a detectar ondas gravitacionales del aire en 2034.

«Como representante del proyecto de detección de ondas de gravedad espacial, Lisa representa caminos y plataformas claras para el nivel de la disciplina de detección de ondas de gravedad espacial a nivel del concepto de misión, y proporciona una referencia para el diseño de otras interferencias internacionales de láser gravitacional Proyectos de detección de olas. «China.» China. «China.» China «. China Gou Lijun, investigadora del Observatorio Nacional de la Academia de Ciencias.

«Movimiento» de diferentes frecuencias y detección de tierra de espacio y tierra

Dado que las ondas gravitacionales se han detectado en el suelo, ¿por qué desea lanzar un detector para encontrarlo en el espacio?

Gou Lijun mostró un mapa de espectro del rango de detección de ondas gravitacionales para el reportero de la ciencia y la tecnología diariamente de 10-16 Hertz a 102 Hertz y arriba, el mapa estaba marcado con un diagrama de pilares en el diagrama.

La onda gravitacional de la fuente del cuerpo celestial tiene una banda de frecuencia muy amplia de acuerdo con los cambios en su calidad y otras características, desde pequeñas hasta microzz y kishaz hasta abarcar aproximadamente 10 niveles.Es importante explicar que los elementos de detección de onda gravitacional espacial y tierra utilizan métodos de detección muy similares, es decir, interferencia láser, la diferencia es que la banda de frecuencia de medición y la fuente de onda objetivo son diferentes.

Gou Lijun hizo un ejemplo.Si la relación de onda gravitacional es un sonido musical, el cuerpo celestial tiene un sonido y un bajo, entonces el instrumento de interferencia del suelo «escuchar» es el agudo, y el instrumento de interferencia espacial «escuchar» es un medio a medio.

Debido a las limitaciones de los estándares de prueba de tierra, la banda de frecuencia de detección de tierra se limita a más de 10 hertz. .La escala de estos sistemas es relativamente pequeña.

En el espacio, la escala de prueba es muy fácil de alcanzar, y el detector no será perturbado por el ruido, como la vibración de la superficie y el gradiente de gravedad.En comparación con la detección del suelo, la fuente de detección de espacio de onda generalmente es sistemas de escala muy grandes, como el gran sistema de agujeros negros con millones de calidad solar, o cuando el agujero negro de nivel de estrella está lejos, y el sistema de agujeros negros con relación de calidad extrema, etc. esencia

«La detección de ondas gravitacionales en el suelo y la detección de ondas gravitacionales espaciales son esencialmente una relación complementaria. La combinación de los dos puede lograr una banda más amplia de detección e investigación de ondas gravitacionales».

Algunos expertos señalaron que, aunque los resultados del pirata Lisa en 2016 han demostrado que la tecnología de detección requerida por Lisa era factible, los dos equipos de detección utilizados en el experimento en ese momento estaban solo a 38 cm de distancia. , la distancia es anormalmente estable, y los desafíos técnicos son mucho más grandes, por lo que se espera que el lanzamiento del satélite no sea tan pronto como 2034.

Nuevo camino de detección de ondas gravitacionales de baja frecuencia

Además de la interferencia del láser terrestre entre el láser terrestre representado por LIGO y la distancia de prueba de interferencia del láser espacial representada por Lisa, ¿hay alguna otra ruta técnica?Los recientes resultados de investigación de los recientes resultados de investigación del investigador del Observatorio Nacional de la Academia de Ciencias de China brindan otra posibilidad.

Un estudio conjunto de una tecnología de medición de microondas de alta precisión de alta precisión involucrada en la participación de Ping Jinsong muestra que, al alcanzar la navegación de posicionamiento espacial de tiempo espacial, existe la posibilidad de pasar la medición continua del espacio y la velocidad del espacio de estrellas. de detectores de alta precisión.

«Con la ayuda de la plataforma de medición y navegación de la misión de la misión del espacio profundo, la verificación de la teoría de la gravedad generalmente no es la detección específicamente para la verificación de la teoría gravitacional, sino un producto incrustado en la tarea principal del riel de medición de la ingeniería satélite. El costo del costo -Enfectividad de la detección es súper alta «. Según un reportero de Ping Jin Song a Science and Technology Daily, un reportero de la ciencia y la tecnología diariamente.Con la ayuda de tareas de detección de luna, el uso de la tecnología de medición de microondas de espacio profundo puede detectar la onda gravitacional de 0.001-0.000002 Hertz Band.

Desde 1970, una agencia de detección de espacio profundo representada por la NASA ha estado trabajando arduamente para promover y tratar de utilizar la tecnología de medición de velocidad de microondas de alta precisión entre los detectores: estaciones de tierra para la detección de ondas gravitacionales.Sin embargo, debido a la tecnología diferencial diferencial de los detectores que no utilizan la distribución simétrica espacial, los errores están en gran medida perturbados por la atmósfera, la capa de ionización, el movimiento del sector, las mareas y los factores de terremotos en la tierra.

«Presentamos la configuración geométrica de la plataforma Lagrangine L4/L5 con la ayuda de la distribución simétrica de la plataforma Lagram, que puede maximizar la existencia de la tecnología de espacio profundo existente en la velocidad diferencial y la observación de la distancia de la velocidad diferencial y la observación de distancia. Interferencia de la tierra y los enlaces.

Supongamos que un pequeño cuerpo celestial es al mismo tiempo por la gravedad de dos grandes cuerpos celestes.Cuando el pequeño cuerpo celestial se está ejecutando en un punto en el espacio, está equilibrado y relativo a los dos cuerpos celestes principales se llama punto plano lagrangine de los dos grandes espacios celestes.Ping Jinsong explicó que hay dos puntos triangulares de movimiento plano L4 y L5 corriendo en la superficie de la órbita de la luna tierra.Las propagaciones de onda de gravedad generalmente alcanzan uno de los puntos planos primero, y luego al otro punto.»Al establecer el detector en estos dos puntos, los dos detectores medidos al mismo tiempo se reducen a los datos de distancia de la estación de medición de la luna o la tierra, lo que puede compensar la información de interferencia del dispositivo que ocurre en la ruta común o medir el dispositivo a La mayor extensión.