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  • 激光干涉引力波天文台(LIGO)介绍

    作者:佚名 来源:光行天下整理 时间:2016-02-15 15:38 阅读:3296 [投稿]
    激光干涉引力波天文台是美国分别在路易斯安那州的列文斯顿和华盛顿州的汉福德建造的两个引力波探测器。

    2015年,最新的激光干涉引力波天文台正式上线,理论上,该天文台可以探测到3亿光年远的引力波事件。但科学家认为要发现信号强大的引力波还需要更远、更灵敏的探测器,预计在2017年可以具备对5亿光年外引力波的检测能力。有10多个国家的超过一千名科研人员参与了该设备的运作。

    2016年2月11日,加州理工学院、麻省理工学院以及“激光干涉引力波天文台(LIGO)”的研究人员当天在华盛顿举行记者会,他们探测到引力波的存在。

    探测原理

    引力波探测器原理与迈克耳逊干涉仪和法布里-珀罗 干涉仪的原理差不多,主要部分是两个互相垂直的长臂,每个臂长4000米,臂的末端悬挂着反射镜,管道采用不锈钢制成,直径1.2米,内部真空度为10^-12大气压。在两臂交会处,从激光光源发出的光束被一分为二,分别进入互相垂直并保持超真空状态的两空心圆柱体内,然后被终端的镜面反射回原出发点,激光束在臂中来回反射大约50次,使等效臂长大大增加,这样就会形成干涉条纹,如果有引力波通过,便会引起时空变形,一臂的长度会略为变长而另一臂的长度则略为缩短,这样就会造成光程差发生变化,因此激光干涉条纹就会发生相应的变化。


    干涉仪工作原理

    这好比是池塘中的水波。将漂浮物放置在水面上,当有波浪经过,物体便会在水面上沉浮不定。LIGO安置的镜子就如漂浮在引力波中的悬浮物。通过在干涉臂之间往返的激光,探测仪会将镜子间距离的轻微变化记录下来。

    不过由于可能的干扰太多,为了排除一些干扰因素,减少不确定性的误差,LIGO在美国华盛顿州利文斯顿和新泽西州汉福德同时分别安置了两部完全相同的仪器,彼此相距3000千米。只有当两个探测器同时检测到相同的信号才有可能是引力波。 

    激光干涉引力波天文台的灵敏度是空前的,但科学家也不十分肯定能否探测到引力波,可以肯定的引力波在宇宙中是存在的,这需要宇宙级的碰撞事件,但如此事件较为罕见,在银河系内平均每1万年会发生一次。

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