引力波“太空捕手”

参考消息网2月23日报道 全球首个可在太空中探测引力波（gravitational waves）的设施——激光干涉仪空间天线（The Laser Interferometer Space Antenna，简称LISA）近日获欧洲航天局（European Space Agency）批准，将于2025年开始建造，计划于2035年发射。由于测量精度之高，它被科研人员称为“科幻仪器”（sci-fi instrument）。

引力波又被称为“时空涟漪”（ripples in space-time），是由宇宙中一些最剧烈、最具能量的过程所引发。阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）1916年在广义相对论（general theory of relativity）中预言了引力波的存在。2016年，美国科研人员宣布利用激光干涉仪引力波观测台（Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory，简称LIGO）于2015年9月首次探测到引力波，证实了爱因斯坦的预测。

如果说LIGO是在地球捕捉引力波的“地面猎人”，那么LISA则是首个在太空探测引力波的“太空捕手”。

据英国《自然》周刊报道，LISA将由三个完全相同的航天器组成，每个航天器载有一个边长4.6厘米的金铂合金浮动立方体。航天器以等边三角形（equilateral-triangle）队形绕太阳轨道飞行。通过激光精确测量每个航天器中立方体间的距离，LISA能在皮米（picometres）精度（1皮米相当于1米的一万亿分之一）探测出引力波对时空的拉伸。

LISA将主要测量波长在30万千米到30亿千米间的引力波——长于LIGO在地球上探测到的波长。预计LISA将能够探测到超大质量黑洞合并（supermassive black holes merge）时产生的引力波，以及比LIGO能够观测到的碰撞系统更早期的信号。LISA还可能捕捉到一些全新现象，例如比黑洞更大的相撞白矮星的螺旋运动（the spiralling of colliding white-dwarf stars），以及两个质量相差悬殊的黑洞合并系统（two merging black holes are vastly different in mass）。

LISA有望帮我们了解宇宙的“幼年时期”和“成长速率”。科学家希望它能探测到早期宇宙产生的引力波背景音（background buzz）——甚至可能是来自第一批黑洞的信号。LISA还将测量出它距探测源头有多远，这些数据将有助于测量宇宙膨胀率（the rate of expansion of the Universe）的变化。（彭茜）