【儀表網(wǎng) 儀表產(chǎn)業(yè)】日前，新華社報(bào)道了一則令人振奮的消息，即我國(guó)首顆空間引力波探測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的在軌測(cè)試階段任務(wù)已經(jīng)順利完成。據(jù)報(bào)道，此衛(wèi)星于2019年8月31日上午7時(shí)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射后，在軌測(cè)試按計(jì)劃有序開展，衛(wèi)星狀態(tài)及各項(xiàng)測(cè)試結(jié)果均正常，現(xiàn)階段測(cè)試任務(wù)已順利完成。中國(guó)科學(xué)院副院長(zhǎng)相里斌20日宣布，該衛(wèi)星被正式命名為“太極一號(hào)”。它的成功發(fā)射及測(cè)試階段的順利完成，標(biāo)志著我國(guó)空間引力波探測(cè)技術(shù)時(shí)代的來(lái)臨。
引力波是物質(zhì)和能量的劇烈運(yùn)動(dòng)和變化所產(chǎn)生的一種物質(zhì)波，即物體加速運(yùn)動(dòng)時(shí)給宇宙時(shí)空帶來(lái)的擾動(dòng)，可以理解為物體在水面上運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的水波。根據(jù)相對(duì)論可知，高速運(yùn)動(dòng)的物體和宇宙中大質(zhì)量的天體碰撞都會(huì)產(chǎn)生極強(qiáng)的引力波，而當(dāng)這些引力波傳到地球上時(shí)會(huì)變得很微妙，因此只有當(dāng)超新星爆發(fā)或黑洞相撞這類非常大的天體運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，才比較容易探測(cè)引力波，但這類情況并不常見。因此自愛因斯坦在廣義相對(duì)論中預(yù)言它的存在以來(lái)，引力波始終未被人類直接探測(cè)到。
雖然很難被直接觀測(cè)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(xué)合作組織和Virgo合作團(tuán)隊(duì)宣稱他們利用LIGO探測(cè)器探測(cè)到了來(lái)自于雙黑洞合并的引力波信號(hào)。 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(guó)漢福德區(qū)和路易斯安那州的利文斯頓的兩臺(tái)引力波探測(cè)器同時(shí)探測(cè)到了一個(gè)引力波信號(hào)，已經(jīng)是人類探測(cè)到的第二個(gè)引力波信號(hào)。2017年8月17日，激光干涉引力波天文臺(tái)和室女座引力波天文臺(tái)發(fā)現(xiàn)雙黑洞并合引力波事件，而且引力波電磁對(duì)應(yīng)體觀測(cè)聯(lián)盟也發(fā)現(xiàn)了該引力波事件的電磁對(duì)應(yīng)體。
不同頻率引力波可以反映不同時(shí)期的宇宙和天體物理過(guò)程。“太極一號(hào)”科學(xué)家吳岳良表示，如果能夠在空間探測(cè)到中低頻段的引力波信號(hào)，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量更大、距離更遠(yuǎn)的引力波波源，就可以發(fā)現(xiàn)更加豐富的天體物理過(guò)程。但是引力波信號(hào)特別微弱，所以空間引力波探測(cè)過(guò)程非常困難，就人類目前創(chuàng)造的測(cè)量設(shè)備的精密程度和控制技術(shù)而言是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。
空間引力波探測(cè)過(guò)程涉及的核心技術(shù)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(wú)拖曳控制、微牛級(jí)推進(jìn)器、超穩(wěn)超靜衛(wèi)星平臺(tái)等。“太極一號(hào)”階段在軌測(cè)試和數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，激光干涉儀位移測(cè)量精度達(dá)到百皮米量級(jí)、引力參考傳感器測(cè)量精度達(dá)到地球重力加速度的百億分之一量級(jí)，微推進(jìn)器推力分辨率達(dá)到亞微牛量級(jí)。它實(shí)現(xiàn)了我國(guó)目前科研領(lǐng)域精度的空間激光干涉測(cè)量，成功進(jìn)行了我國(guó)在軌無(wú)拖曳控制技術(shù)試驗(yàn)。
引力波探測(cè)技術(shù)打破了電磁波觀測(cè)宇宙技術(shù)的局限性，未來(lái)或許能夠成為人類探索和認(rèn)識(shí)宇宙的新途徑和新手段。“太極一號(hào)”的成功發(fā)射和階段在軌測(cè)試任務(wù)的順利完成，標(biāo)志著我國(guó)空間引力波探測(cè)技術(shù)的開啟，為我國(guó)在空間引力波探測(cè)領(lǐng)域取得突破奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
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