听宇宙的涟漪，这是一种新的探索思路吗？

太空时间内首个重力波探测器‘LISA’将捕捉线索“截止到现在我们观察喜剧好像是看静态电影一样，利用LISA捕捉太空时间线索，好像加入了游戏转换器，动态图片有了声音”

第一次引力波探测艺术作品展示了LISA的激光武器，因为它检测到了所谓的引力波的涟漪（图片来源：ESA）

人类的第一个基于太空的引力波探测器已经获得批准。激光干涉仪空间天线（LISA）任务由三艘航天器组成，它们共同组成一个引力波探测器，是NASA和航天局（ESA）之间的合作，它将于2030年代中期推出。1月25日，ESA宣布LISA的启用，并承认任务概念和相关技术足够先进。获得绿灯意味着科学家们可以开始建造航天器及其所需的仪器；工作将在工业承包商被选中后于2025年1月开始。

LISA的三个航天器将随着我们的星球绕太阳运行，在太空中形成一个等边三角形。这个三角形的每一边都将有惊人的160万英里（2.6公里）长。LISA飞船将向这些侧面发射激光束，当引力波经过它们时，这些侧面将经历一分钟的变化，挤压太空结构。“LISA是一项从未尝试过的努力，”LISA项目首席科学家诺拉·吕茨根多夫（Nora Luctzgendorf）在一份声明中说。“使用激光束可以在数公里的距离用地面仪器可以检测到来自恒星大小物体的事件—引力波-例如超新星爆炸或超高密度恒星和恒星质量黑洞的合并。为了扩大引力研究的前沿，我们必须进入太空。

第一次引力波探测器探测到引力波是由阿尔伯特·爱因斯坦预测的，源于他1915年的重力理论：广义相对论。这个革命性的理论认为，重力是由于物体的质量使空间和时间结构弯曲而产生的，这些物体实际上是统一为一个称为时空的实体。物体的质量越大，物体引起的曲率就越大，因此它的引力就越大的影响。因此，广义相对论解释了为什么恒星的引力比行星强，而黑洞的引力比恒星强。除此之外，广义相对论还说，当空间中的物体加速时，这种运动在时空中产生向外辐射的涟漪。

这些引力波是微不足道的，除非加速的物体是巨大的紧凑物体（如黑洞或中子星），围绕彼此旋转并最终碰撞。坍缩的大质量恒星也会引发超新星爆炸，可以发出一些实质性的波。然而，即使在最极端的情况下，爱因斯坦认为引力波仍然太微弱，无法从地球上探测到。他错了。幸运的是，在2015年9月，的激光干涉引力波天文台（LIGO）和意大利的处女座干涉仪确实检测到了时空中的涟漪，这些波是由两个黑洞的碰撞和合并形成的是太阳质量的36倍，距离我们超过10亿光年。从那时起，引力波天文学家已经检测到了许多事件的信号，包括更多的黑洞合并，中子星碰撞，甚至黑洞和中子星之间的混合合并。

第一次引力波探测黑洞和中子星的LISA-Laer Interferometer空间天线引力波是时空中的涟漪，它改变了宇宙空间的距离强大的事件，如碰撞黑色洞震动了时空的结构航天器。这种微小的变化将由激光束测量，引起引力波。

由激光束所造成的距离变化不是按比例缩放的，而且非常夸张如地球太阳（图片来源：ESA）

LISA已经准备好进一步将这一成就作为一种基于空间的干涉仪，其灵敏度可以“听到”来自合并黑洞，中子星和超新星的引力波，距离比地球探测器可能的距离大得多。这也意味着它将能够搜索来自更早时间事件的波。“由于LISA上的激光信号传播的距离很长，以及其仪器的出色稳定性，我们将探测比地球上更低频率的引力波，揭示不同规模的事件，一直追溯到时间的黎明。”吕茨根多夫说。

（图片来源：ESA）

除了探测来自更遥远来源的引力波外，LISA还为天文学家提供研究更近距离和更少极端灵敏度事件，例如紧凑的白星合并，如当太阳等较小的恒星死亡时诞生。碰撞黑洞“环”：穿越时空与引力波涟漪碰撞黑洞可能隐藏在超亮类星体的光线下，合并超大质量黑洞在早期宇宙的“宇宙中午”被发现。“几个世纪以来，我们一直在通过捕捉光线来研究我们的宇宙。

将其与引力波的检测相结合，将为我们对宇宙的感知带来了一个全新的维度，”LISA项目科学家Oliver Jennrich在声明中说。“如果我们想象，到目前为止，我们的天体物理学任务，我们一直在像无声电影一样观看宇宙，用LISA捕捉时空的涟漪将是一个真正的游戏规则改变者，就像声音被添加到电影中一样。

by：Robert Lea

FY: 何丹怀（懷）

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