北京時(shí)間 3 月 22 日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，有研究人員近來(lái)提出，地月距離的變化或可被用作一種新型引力波探測(cè)器，能夠在現(xiàn)有設(shè)備無(wú)法覆蓋的頻段內(nèi)開(kāi)展探測(cè)。這項(xiàng)研究近期發(fā)表在了《物理評(píng)論快報(bào)》上，或?qū)槲覀兲綔y(cè)宇宙早期信號(hào)奠定良好的基礎(chǔ)。
引力波最早由愛(ài)因斯坦在 20 世紀(jì)初提出預(yù)測(cè)，2015 年首次被真正探測(cè)到，如同宇宙中最暴烈事件的“信使”。引力波探測(cè)器會(huì)對(duì)不同頻段進(jìn)行掃描，就像搜索電臺(tái)一樣。但有些頻段暫時(shí)無(wú)法被現(xiàn)有設(shè)備覆蓋，而這些頻段可能剛好藏有能幫助我們理解宇宙的關(guān)鍵信號(hào)。微赫茲頻段的波就是一個(gè)典型的例子。它們誕生于宇宙形成之初，但即使用如今最先進(jìn)的技術(shù)，也依然看不到它們的身影。
而在最近發(fā)表在著名期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上的一篇論文中，巴塞羅那自治大學(xué)物理學(xué)系的迪亞哥?布拉斯、以及倫敦大學(xué)學(xué)院的亞歷山大?詹金斯指出，我們附近其實(shí)就有一臺(tái)“天然引力波探測(cè)器”，即我們所熟知的地月系統(tǒng)。
當(dāng)引力波持續(xù)不斷地沖擊地月系統(tǒng)時(shí)，會(huì)使月球軌道發(fā)生微小的偏離。盡管這些偏離微乎其微小，但好在我們對(duì)月球定位的準(zhǔn)確度極高。從多座天文臺(tái)發(fā)射的激光到達(dá)月球表面后，通過(guò)阿波羅等任務(wù)部署的鏡面反射回來(lái)，以此測(cè)得的地月距離誤差可以控制在一厘米之內(nèi)，誤差率相當(dāng)于 10 萬(wàn)分之一。月球軌道周期約為 28 天，對(duì)微赫茲頻段的信號(hào)敏感度相當(dāng)高，而這恰恰是研究人員最感興趣的頻段。
研究人員還提出，宇宙中其它雙星系統(tǒng)提供的信息或許也能用作引力波探測(cè)器。脈沖雙星系統(tǒng)就是這樣的情況，脈沖星發(fā)出的電磁輻射束可以幫助我們以極高的精確度確定其軌道位置。脈沖星軌道周期約為 20 天，微赫茲頻段的引力波經(jīng)過(guò)時(shí)也會(huì)對(duì)其造成顯著影響。因此布萊斯和詹金斯總結(jié)道，這些系統(tǒng)或許也可以用來(lái)探測(cè)這類引力波。
有了這些針對(duì)微赫茲頻段的“天然探測(cè)器”，布拉斯和詹金斯提出了一種研究來(lái)自遙遠(yuǎn)宇宙的引力波的新方法，特別是在早期宇宙高能階段的轉(zhuǎn)變過(guò)渡期間產(chǎn)生的引力波。
“最妙的是，這種方法可以與未來(lái)歐空局或 NASA 的任務(wù)互相補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)從納赫茲（典型代表：“平方公里陣列”射電望遠(yuǎn)鏡）到厘赫茲（LIGO 與 VIRGO 天文臺(tái)）的全范圍覆蓋。要想詳細(xì)了解宇宙的進(jìn)化過(guò)程，這種全面覆蓋至關(guān)重要。布拉斯解釋道：“覆蓋微赫茲頻段是一項(xiàng)重大的挑戰(zhàn)。但如今看來(lái)，我們似乎無(wú)需研發(fā)新的探測(cè)器，便可對(duì)其展開(kāi)探測(cè)，而且只需要對(duì)我們已知的天體系統(tǒng)軌道進(jìn)行監(jiān)測(cè)即可。這些都是宇宙的基本要素，看似平平無(wú)奇，但彼此之間的這種聯(lián)系卻令人尤為著迷。有朝一日，它們或許能幫助我們探測(cè)到有史以來(lái)最為久遠(yuǎn)的信號(hào)，改變我們對(duì)宇宙的認(rèn)知。”
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