科学家提出在月球上安装引力波探测器 称可能会发现新的物理现象

据外媒New Atlas报道,探测引力波是一项棘手的工作–这些时空弯曲中的涟漪常常被地震、交通和其他人类活动的背景振动所淹没。现在两位天体物理学家提出了一个更加安静的新地点–月球引力波是由宇宙中一些能量最强的事件产生的,比如黑洞和中子星之间的碰撞。

但是在地球上探测它们需要极其敏感的仪器,如LIGO和Virgo。这些设施将激光射入4公里长(2.5英里)的隧道,在镜子上反弹,并测量光线如何反射到传感器。当引力波经过时,激光束会轻微摆动,科学家可以从中了解到大量令人惊讶的信息。问题是,地球是一个繁忙的地方。即使这些设施位于地下深处,它们仍然容易受到周围环境的噪音和振动的影响。

现在,两位天体物理学家已经提出了在月球上建立引力波设施的理由。范德堡大学的Karan Jani和哈佛大学的Avi Loeb说,月球表面自然具有一些在地球上难以复制的有用特性。

该设施被命名为宇宙学引力波月球观测站(GLOC),将享有几乎完全没有环境干扰的优势。首先,这里还没有人类活动,即使未来的载人任务增加,仍将有足够的空间来建立一个远离喧嚣的地方。

此外,月球上的自然干扰也少得多。月球地震比地球上的地震要弱得多,频率也低得多,而且对太空的真空开放意味着实验不需要像在这里那样在真空管中进行。

重要的是,这些因素意味着GLOC可能比任何地球上的探测器要敏感得多。研究人员说,像这样的月球设施有可能从70%的可观测宇宙中接收到引力波,并探测到地球上的设施几乎不可能听到的频率范围。

Loeb说:“月球为最终的引力波观测站提供了一个理想的背景,因为它没有大气层和明显的地震噪音,我们必须以巨大的代价来减轻地球上激光干涉仪的噪音。一个月球观测站将提供前所未有的敏感度,以发现我们没有预料到的来源,这可以让我们了解新的物理学。GLOC可能是月球表面科学皇冠上的宝石。”

当然,首先要把建筑材料和科学仪器运到月球,这是一个额外的挑战,但最近人们重新关注这样的任务。例如,美国宇航局的Artemis项目计划在2024年将人类送回月球,并在那里建立一个永久基地。一旦人们到达那里,GLOC或类似的东西可能是一个有价值的设施。

这项研究发表在宇宙学和天体粒子物理学杂志上。

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