【儀器網(wǎng) 時事聚焦】日前，新華社報道了一則令人振奮的消息，即我國首顆空間引力波探測技術實驗衛(wèi)星的在軌測試階段任務已經(jīng)順利完成。據(jù)報道，此衛(wèi)星于2019年8月31日上午7時在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射后，在軌測試按計劃有序開展，衛(wèi)星狀態(tài)及各項測試結果均正常，現(xiàn)階段測試任務已順利完成。中國科學院副院長相里斌20日宣布，該衛(wèi)星被正式命名為“太極一號”。它的成功發(fā)射及測試階段的順利完成，標志著我國空間引力波探測技術時代的來臨。
引力波是物質(zhì)和能量的劇烈運動和變化所產(chǎn)生的一種物質(zhì)波，即物體加速運動時給宇宙時空帶來的擾動，可以理解為物體在水面上運動時產(chǎn)生的水波。根據(jù)相對論可知，高速運動的物體和宇宙中大質(zhì)量的天體碰撞都會產(chǎn)生極強的引力波，而當這些引力波傳到地球上時會變得很微妙，因此只有當超新星爆發(fā)或黑洞相撞這類非常大的天體運動的時候，才比較容易探測引力波，但這類情況并不常見。因此自愛因斯坦在廣義相對論中預言它的存在以來，引力波始終未被人類直接探測到。
雖然很難被直接觀測到，但是也有一部分研究發(fā)現(xiàn)可以證明引力波的存在。2016年2月11日，LIGO科學合作組織和Virgo合作團隊宣稱他們利用LIGO探測器探測到了來自于雙黑洞合并的引力波信號。 2同年6月16日凌晨，LIGO合作組由發(fā)布聲明：2015年12月26日位于美國漢福德區(qū)和路易斯安那州的利文斯頓的兩臺引力波探測器同時探測到了一個引力波信號，已經(jīng)是人類探測到的第二個引力波信號。2017年8月17日，激光干涉引力波天文臺和室女座引力波天文臺發(fā)現(xiàn)雙黑洞并合引力波事件，而且引力波電磁對應體觀測聯(lián)盟也發(fā)現(xiàn)了該引力波事件的電磁對應體。
不同頻率引力波可以反映不同時期的宇宙和天體物理過程。“太極一號”科學家吳岳良表示，如果能夠在空間探測到中低頻段的引力波信號，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量更大、距離更遠的引力波波源，就可以發(fā)現(xiàn)更加豐富的天體物理過程。但是引力波信號特別微弱，所以空間引力波探測過程非常困難，就人類目前創(chuàng)造的測量設備的精密程度和控制技術而言是遠遠不夠的。
空間引力波探測過程涉及的核心技術儀器眾多，包括高精度激光干涉儀、引力參考傳感器、超高精度無拖曳控制、微牛級推進器、超穩(wěn)超靜衛(wèi)星平臺等。“太極一號”階段在軌測試和數(shù)據(jù)分析結果表明，激光干涉儀位移測量精度達到百皮米量級、引力參考傳感器測量精度達到地球重力加速度的百億分之一量級，微推進器推力分辨率達到亞微牛量級。它實現(xiàn)了我國目前科研領域高精度的空間激光干涉測量，成功進行了我國在軌無拖曳控制技術試驗。
引力波探測技術打破了電磁波觀測宇宙技術的局限性，未來或許能夠成為人類探索和認識宇宙的新途徑和新手段。“太極一號”的成功發(fā)射和階段在軌測試任務的順利完成，標志著我國空間引力波探測技術的開啟，為我國在空間引力波探測領域取得突破奠定了技術基礎。
（資料來源：中國科學院、百度百科）
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