海拔最高的引力波觀測站有多高?引力波探測器(英語:Gravitational-wave observatory)是引力波天文學(xué)中用于探測引力波的裝置。引力波是加速中的質(zhì)量在時空中所產(chǎn)生的漣漪。阿爾伯特·愛因斯坦在1916年首次提出引力波的概念。通過探測引力波,可以對廣義相對論進行實驗驗證。常用的探測器有棒狀探測器和激光干涉儀等,這些探測器的主要運作原理是測量引力波通過時對兩個相隔遙遠位置之間距離的影響。下面就跟360常識網(wǎng)一起具體看看下面就跟360常識網(wǎng)一起具體看看海拔最高的引力波觀測站等相關(guān)內(nèi)容。

海拔最高的引力波觀測站
世界海拔最高引力波觀測站近期在西藏阿里地區(qū)破土動工,建成運行后可首次實現(xiàn)北半球地面原初引力波觀測,帶領(lǐng)我國原初引力波研究進入國際前沿,同時促進我國低溫超導(dǎo)亞毫米波探測技術(shù)的發(fā)展。
阿里地區(qū)行署副專員、中科院國家天文臺首席研究員姚永強6日告訴記者,阿里項目全稱為“阿里原初引力波探測實驗”計劃,規(guī)劃包括阿里1號和阿里2號兩部分,阿里1號的建設(shè)地點位于阿里地區(qū)行署所在地獅泉河鎮(zhèn)以南約30公里。

阿里地區(qū)是世界上人口密度最小的地區(qū)之一,平均海拔超過4000米,氣候干燥,具有得天獨厚的地理環(huán)境優(yōu)勢與天文臺基礎(chǔ)設(shè)施,是北半球原初引力波觀測最理想的地方,備受天文學(xué)家的青睞。
據(jù)介紹,阿里1號是指建在海拔5250米的一臺原初引力波望遠鏡,可得到目前最高精度的北天區(qū)原初引力波極化數(shù)據(jù)。阿里2號是在海拔6000米以上地點建設(shè)的望遠鏡陣列,可進一步拓展觀測頻段,提高觀測精度。科學(xué)家將力爭在2021年之前實現(xiàn)阿里1號觀測運行,并取得第一批科學(xué)成果。
該項目由國家高能物理所牽頭,國家天文臺、上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、國家天文臺獅泉河觀測站、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、西藏大學(xué)等單位參與建設(shè),得到了中國科學(xué)院、國家自然科學(xué)基金委、科技部等部門的資金支持。目前阿里項目已申報總投資1.3億元。
姚永強介紹,阿里項目建成后,將與南極極點觀測站、智利阿塔卡瑪沙漠觀測站一起,成為國際原初引力波探測的三大基地,從而推動我國引力波探測技術(shù)的發(fā)展。
2016年初,美國研究人員宣布探測到了黑洞合并產(chǎn)生的引力波,引起國內(nèi)外社會廣泛關(guān)注,成為人類科學(xué)探索史上的重大突破,極大地推動了阿里項目的啟動。
引力波觀測站歷史
最早實際投入運作的引力波探測器是1960年代美國馬里蘭大學(xué)的約瑟夫·韋伯制造的鋁質(zhì)實心圓柱,通常稱為“棒狀探測器”,是一種“共振質(zhì)量探測器”。1969年,韋伯宣稱他的探測器得到了可靠的結(jié)果,立刻引起轟動,但是后來的重復(fù)實驗都得到了零結(jié)果。此后意大利、澳大利亞、美國的科學(xué)家相繼建造了類似的鋁質(zhì)圓柱形探測器,有的采取了更復(fù)雜的減震、低溫、真空等措施排除干擾,但是都沒有得到令人信服的證據(jù)。
1962年,俄國物理學(xué)者麥可·葛特森希坦與弗拉基斯拉夫·普斯投沃特最早發(fā)表論文提議建造干涉儀來尋找引力波,可是,這點子并未獲得重視。四年后,弗拉基米爾·布拉金斯基再度提出這點子,然而仍舊無疾而終。后來,約瑟·韋伯與萊納·魏斯也分別獨立發(fā)表出類似點子。韋伯的學(xué)生羅伯特·弗爾沃德在休斯研究實驗室工作時,受到魏斯的鼓勵,決定使用休斯研究實驗室的經(jīng)費來制造一臺干涉儀。1971年,弗爾沃德首先建成臂長8.5m的雛型引力波干涉儀,經(jīng)過150小時的探測以后,弗爾沃德報告,并未探測到引力波。
70年代,魏斯團隊在麻省理工學(xué)院、漢斯·彼林團隊在德國加興的馬克斯·普朗克研究所、朗納·德瑞福團隊在格拉斯哥大學(xué),分別建成并且投入運行雛型引力波干涉儀。同時期,基普·索恩在加州理工學(xué)院組成了實驗引力波團隊。1979年,他特別從格拉斯哥大學(xué)聘請德瑞福來領(lǐng)導(dǎo)這團隊,并且建造引力波干涉儀。1983年,在加州理工學(xué)院,索恩與德瑞福聯(lián)手建成一臺40m臂長的引力波干涉儀。在麻省理工學(xué)院的魏斯團隊,由于申請到較少實驗經(jīng)費,只能建成一臺1.5m臂長的引力波干涉儀。兩個團隊激烈地兢爭,試圖計劃與建造更靈敏、更先進的引力波干涉儀。1984年,為了更有效率地運用有限資源,加州理工學(xué)院與麻省理工學(xué)院同意合作設(shè)計與建造激光干涉引力波天文臺(LIGO),并且由基普·索恩、朗納·德瑞福與萊納·魏斯共同主持這計劃。
1999年,在路易斯安那州的利文斯頓與在華盛頓州的漢福德分別建成相同的探測器。2002年正式進行第一次探測引力波,2010年結(jié)束搜集數(shù)據(jù)。在這段時間內(nèi),并未探測到引力波,但是整個團隊獲得了很多寶貴經(jīng)驗,靈敏度也越加改善。在2010年與2015年之間,LIGO又經(jīng)歷大幅度改良,升級后的探測器被稱為“先進LIGO”(aLIGO),于2015年再次開啟運作。
另外,還有一些正在建造或運作中的地面干涉儀,例如,法國和意大利合作建造的處女座干涉儀(VIRGO)(臂長3000米)、德國和英國合作的GEO600(臂長600米)、以及日本正在建造中的神岡引力波探測器(KAGRA)(臂長3000米)等。另外,歐洲空間局(ESA)正在建造未來在太空中運行的激光干涉空間天線(LISA),其將會被用來探測低頻引力波信號。

經(jīng)過多年不懈努力,LIGO科學(xué)團隊與VIRGO團隊終于在2015年9月14日探測到兩個黑洞并合所產(chǎn)生的引力波。之后,在2015年12月26日、2017年1月4日、2017年8月14日分別三次探測到兩個黑洞并合所產(chǎn)生的引力波,又在2017年8月17日探測到兩個中子星并合所產(chǎn)生的引力波事件,這標(biāo)志著多信使天文學(xué)的新紀(jì)元已經(jīng)來臨。
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