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LIGO,蠡溝準(zhǔn)確位置圖作用功效( 三 )

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用于發(fā)現(xiàn)引力波的LIGO天文臺(tái)在哪些方面迎來(lái)升級(jí)？

LIGO,蠡溝準(zhǔn)確位置圖作用功效


2015年，愛(ài)因斯坦的一項(xiàng)具有百年歷史的預(yù)測(cè)最終被證明是正確的，因?yàn)橐Σū皇状沃苯佑^測(cè)到 。現(xiàn)在，發(fā)現(xiàn)引力波的儀器——激光干涉儀引力波天文臺(tái)（LIGO） - 經(jīng)過(guò)一年的升級(jí)后重新啟動(dòng)并運(yùn)行，并帶來(lái)了一些新的技巧 。引力波是指時(shí)空彎曲中的漣漪，由黑洞合并或中子星相撞等災(zāi)難性事件引發(fā) 。LIGO由兩個(gè)干涉儀組成，每一個(gè)都帶有兩個(gè)4公里（2.5英里）長(zhǎng)的臂并組成L型 。
LIGO安裝了令人難以置信的精確傳感器，以檢測(cè)引力波 。此外與其他設(shè)施協(xié)作可以幫助三角測(cè)量信號(hào)的來(lái)源 。位于華盛頓和路易斯安那州的兩臺(tái)LIGO探測(cè)器在大約一年前關(guān)閉，進(jìn)行了一些急需的升級(jí)，截至4月1日，它們已經(jīng)恢復(fù)運(yùn)行 。激光功率增加了一倍，每個(gè)設(shè)施中的八個(gè)鏡子中的五個(gè)已經(jīng)被性能更好的鏡子所取代 。最后，應(yīng)用了新的“量子噪聲濾波器”來(lái)減少可能掩蓋小波讀數(shù)的背景噪聲 。
總而言之，新的和改進(jìn)的LIGO比上次運(yùn)行時(shí)靈敏度高出約40％ 。該團(tuán)隊(duì)表示，探測(cè)器現(xiàn)在也可以發(fā)現(xiàn)中子星碰撞的平均距離為5.5億光年，比以前可能的距離超過(guò)1.9億光年 。更好的是，LIGO不會(huì)“孤軍奮戰(zhàn)” 。歐洲版Virgo引力波探測(cè)器也獲得了升級(jí)，其靈敏度基本上翻了一番，隨著這些設(shè)備都被用于探測(cè)引力波，新的發(fā)現(xiàn)應(yīng)該會(huì)出現(xiàn) 。
中國(guó)的天琴計(jì)劃進(jìn)行到哪一步了？它的靈敏度比LIGO高多少？
“天琴計(jì)劃”是由中山大學(xué)發(fā)起的引力波空間探測(cè)計(jì)劃 。“天琴計(jì)劃”的內(nèi)容是在10萬(wàn)公里高度的地球軌道上，部署三顆完全相同的圍繞地球的衛(wèi)星（下圖中的SC1，SC2，SC3）組成臂長(zhǎng)17萬(wàn)公里的等邊三角形編隊(duì)，建成空間引力波科學(xué)探測(cè)系統(tǒng) 。“天琴計(jì)劃”已于2015年7月正式啟動(dòng)，計(jì)劃用20年的時(shí)間完成衛(wèi)星研制和發(fā)射，正式開(kāi)始引力波探測(cè)任務(wù) 。
進(jìn)展：“天琴計(jì)劃”的實(shí)施分為4個(gè)階段 。目前處于關(guān)鍵技術(shù)研究的0顆星階段，主要發(fā)展月球和深空衛(wèi)星的激光測(cè)距技術(shù)，幫助實(shí)現(xiàn)對(duì)天琴衛(wèi)星的高精度定軌，現(xiàn)已經(jīng)完成國(guó)內(nèi)首次月球-地球激光測(cè)距實(shí)驗(yàn) 。得益于探月工程嫦娥四號(hào)中繼星“鵲橋”搭載的角反射器，研究團(tuán)隊(duì)將于今年（2019年）在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)超過(guò)地球-月球距離的超長(zhǎng)激光測(cè)距 。
此外，“天琴一號(hào)”技術(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)衛(wèi)星也將在2019年底前完成發(fā)射，該技術(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)衛(wèi)星將對(duì)無(wú)拖曳技術(shù)、微牛量級(jí)的微推進(jìn)技術(shù)、以及激光干涉儀等核心技術(shù)開(kāi)展星載技術(shù)驗(yàn)證 。對(duì)比：關(guān)于“天琴計(jì)劃”和其它引力波探測(cè)項(xiàng)目的對(duì)比，其實(shí)不能直接進(jìn)行探測(cè)精度之類的比較，因?yàn)檫@些計(jì)劃所研究物理現(xiàn)象、所探測(cè)的頻率完全不同，簡(jiǎn)單的對(duì)比完全沒(méi)有意義 。
【LIGO,蠡溝準(zhǔn)確位置圖作用功效】在下圖上可以看到，中子星、恒星級(jí)黑洞等致密天體（幾十個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量左右）組成的致密雙星系統(tǒng)的碰撞合并過(guò)程所發(fā)出的引力波頻率一般處于10赫茲-1000赫茲量級(jí)的高頻段，采用的探測(cè)手段是地面激光干涉儀，典型代表就是美國(guó)LIGO 。而“天琴計(jì)劃”是利用超高精度星間激光干涉測(cè)量技術(shù)探測(cè)1mHz~1Hz頻段的引力波信號(hào)，頻率比LIGO要低很多 。
LIGO發(fā)現(xiàn)迄今為止最大黑洞，相當(dāng)于60個(gè)太陽(yáng)的黑洞是怎么產(chǎn)生的？
是發(fā)現(xiàn)了最大的黑洞合并事件，不是發(fā)現(xiàn)了最大的黑洞 。LIGO是用來(lái)探測(cè)引力波的，當(dāng)黑洞或者其他極端天體如中子星，等發(fā)生碰撞合并時(shí)，巨大的質(zhì)量，將讓時(shí)空產(chǎn)生漣漪，以光速在宇宙中振蕩，這種時(shí)空振蕩就是引力波 。{!-- PGC_VIDEO:{"status": 0, "thumb_height": 360, "group_id": 6286292005895012865, "media_id": 6317831772, "vname": "AllanAdams_2016-480p-zh-cn.mp4 。

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