引力波探測背景

引力波是時空的漣漪，她能告訴我們關(guān)于宇宙起源、演化和時空結(jié)構(gòu)的信息。100多年前愛因斯坦廣義相對論就已經(jīng)預(yù)言了她的存在，但是人類花了大量人力物力都未能揭開她的神秘面紗。2016年2月11日，美國激光干涉引力波天文臺(LIGO)宣布在2015年9月14日人類首次直接探測到了引力波。這是21世紀(jì)物理學(xué)最重大的發(fā)現(xiàn)，它宣告了引力波天文學(xué)時代的到來。次年2017年這一發(fā)現(xiàn)獲得諾貝爾物理學(xué)獎。

各國空間引力波探測計劃軌道分布示意圖

到目前為止，美國的LIGO和歐洲的VIRGO觀測到了50個引力波事件，這些信號都是由天體中恒星級雙黑洞、雙中子星、黑洞與中子星或黑洞與其他奇異致密星體合并產(chǎn)生的。日本的KAGRA已經(jīng)加入了引力波地面觀測網(wǎng)站，印度（LIGO-India）也正在建造新的地面引力波探測器。同時，美國、歐洲及日本在計劃建造下一代（第三代）地面（如歐洲的Einstein Telescope及美國的Super-LIGO）。但是地面引力波探測器有局限性，只能檢測到由恒星級黑洞或中子星并合所發(fā)出的頻率較高的短暫強(qiáng)烈的引力波。如果我們要利用引力波更加深入了解天文學(xué)領(lǐng)域，我們就必須進(jìn)入太空。太空引力波探測器計劃目前包括歐美聯(lián)合的LISA及日本的DECIGO。國際上發(fā)達(dá)國家在這一重要領(lǐng)域的競爭已經(jīng)到了白熱化程度。