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爱因斯坦望远镜将彻底改变宇宙观测

2024-06-27科学

爱因斯坦望远镜是一种拟议的 引力波 探测器,旨在彻底改变我们对宇宙的理解。

这架先进的望远镜计划在德国、比利时和荷兰的边界三角区建造,将利用尖端的激光技术来测量引力波,为 宇宙事件 提供前所未有的洞察力。

揭开宇宙奥秘的面纱

引力波类似于宇宙的声波,是在黑洞或中子星等大质量天体碰撞时产生的。这些碰撞在时空中产生了涟漪,由于技术的进步,现在可以检测到这些涟漪。

爱因斯坦望远镜将建立在这一进展的基础上,提供对这些波和产生它们的事件的更详细的理解。

2017年8月,一项突破性的发现展示了引力波天文学的潜力。这是第一次从光学和引力波中探测到两颗中子星的碰撞。这一事件证实了这种碰撞可以产生像黄金这样的重元素。

亚琛工业大学的 阿希姆·斯塔尔教授指出:「研究人员非常确定,宇宙中的大部分黄金都是在如此巨大的爆炸中产生的。

引力波探测的演变

引力波探测器极大地提高了我们对宇宙的了解。

第一个引力波是在2015年探测到的,信号持续时间刚刚超过0.2秒。相比之下,2017年的中子星碰撞产生了持续100秒的信号,为天文学家提供了丰富的数据。

同时观测到这一事件的引力波和电磁信号标志着观测 天文学 的新篇章。

从历史上看,天文学完全依赖于可见辐射。然而,随着电磁波谱的发展,天文学家扩展了他们的观测方法。

阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论提出了引力波的存在,引力波与声波一样,会导致远处的物体「摆动」。

由于激光干涉仪可以检测到这些微小的运动,这些微小的运动现在可以测量,它可以检测到小到质子直径的千分之一的变化。

利用爱因斯坦望远镜推进技术发展

爱因斯坦望远镜代表了下一代 引力波探测器 ,其灵敏度是当前型号的十倍。

这个第三代天文台将由三个嵌套探测器组成,每个探测器都配有两个10公里长臂的激光干涉仪。

该望远镜建在地下250米处,以尽量减少干扰,将与新一代天文台合作,实现所谓的多信使天文学。

多信使天文学将引力波探测(「耳朵」)与电磁观测(「眼睛」)相结合,提供宇宙事件的全面视图。

这种方法将使天文学家能够系统地测量和分析以前只能偶然观察到的现象。

爱因斯坦望远镜的全球合作

爱因斯坦望远镜项目需要全球合作,美国正在开发类似的第三代探测器「宇宙探索者」。

2021 年,爱因斯坦望远镜被列入欧洲研究基础设施战略论坛 (ESFRI) 路线图,标志着其实现迈出了重要一步。该项目估计耗资 18 亿欧元,将于 2026 年开始建设,并于 2035 年开始观测。

选址研究目前正在进行中,可能在撒丁岛和Euregio Meuse-Rhine地区进行选址。所选地点必须满足特定标准,以确保探测器的灵敏度和运行效率。

施工阶段将涉及广泛的隧道和真空管道安装,为该地区带来经济效益。

「有了引力波,我们可以比普通 望远镜 更深入地观察宇宙。爱因斯坦望远镜将使我们能够接收星系和第一批恒星形成时的信号,「斯塔尔教授指出。

爱因斯坦望远镜有望开创天文发现的新时代,实现对宇宙事件的系统观测和实时探测。

随着技术的进步,宇宙的奥秘将变得越来越容易获得,为科学家和公众提供令人兴奋的前景。

该技术的更广泛影响

除了探测黑洞和中子星碰撞等宇宙事件外,该望远镜还将通过结合引力和电磁观测来增强多信使天文学。

该项目将推动激光干涉测量和数据分析方面的技术创新,创造教育机会,并刺激当地经济。

通过提供前所未有的灵敏度和更广阔的观测范围,爱因斯坦望远镜将实现长期研究,并有可能发现新的天体物理现象,从而显着推进我们对宇宙的了解。