位于美國的激光干涉儀引力波觀測臺(LIGO)在引力波觀測上接連取得成功,那么,中國還需要投入龐大資金進(jìn)行引力波探測計劃嗎?空間引力波探測計劃“太極計劃”主要召集人之一、中國科學(xué)院大學(xué)副校長吳岳良院士的回答很堅決:“需要。因為我們的科學(xué)目標(biāo)不一樣,我們希望發(fā)現(xiàn)的是中低頻段的引力波信號,它們帶著宇宙演化早期的信息?!?br/>
吳岳良介紹,LIGO的設(shè)計性能對高頻段引力波信號比較靈敏,而“太極計劃”將聚焦中低頻段的引力波信號。“高頻段引力波信號多是由小黑洞并合等事件產(chǎn)生的”,小黑洞是恒星“死亡”后迅速坍塌形成的,從宇宙演化的時間尺度而言,都是“近期”發(fā)生的事件。
吳岳良說:“‘太極計劃’想要探測的是中低頻段的引力波信號,這些信號可能由大質(zhì)量或中等質(zhì)量黑洞并合產(chǎn)生,而大質(zhì)量、中等質(zhì)量黑洞在宇宙演化早期就已經(jīng)形成了,通過觀測它們,我們能了解到宇宙早期的情況?!?/p>
吳岳良介紹,與其他計劃中的引力波探測計劃相比,“太極計劃”能更大程度地保證實驗的精確性和技術(shù)的可操作性——“太極計劃”是將三顆衛(wèi)星發(fā)射到太陽軌道上,在位于偏離地球—太陽方向約18~20度的位置進(jìn)行繞日運(yùn)動。
吳岳良說:“比如,如果衛(wèi)星是繞地球轉(zhuǎn),那就不可避免地因為與太陽距離不同的關(guān)系產(chǎn)生溫度差,這對衛(wèi)星探測到的信號精度有很大影響。而在太陽軌道,就能保持溫度穩(wěn)定?!倍@地飛行由于衛(wèi)星間激光干涉臂長在十萬公里級,因此激光干涉的精度需達(dá)到0.1皮米,“在目前的技術(shù)手段下,要想達(dá)到這樣的目標(biāo)實在是太困難了”。但在太陽軌道,衛(wèi)星間干涉臂長可到幾百萬公里,達(dá)到相同的精度,激光干涉只要達(dá)到幾個皮米就可以了,“在技術(shù)上更容易實現(xiàn)”。同時,繞日運(yùn)行可以避開地球重力場的影響。
吳岳良透露,目前“太極計劃”正在進(jìn)行國家立項討論,“LIGO的成功對我們是一種促進(jìn),我們將加快推動‘太極計劃’的進(jìn)程”。