小型fefeometers大笑：LISA Pathfinder超出了预期

飞米是10 ^-15米。为清楚起见，质子直径约为1.7飞米。10 ^-14 m / s ^2-这是地球上十亿分之一的重力加速度的百万分之一。LISA Pathfinder引力望远镜的技术演示者证明了这种精度，至少比最初计划的精度高出五倍。

小介绍

LISA探路者是一种用于检查是否可以非常精确地测量引力对测试质量的装置-两个立方体的金和铂合金悬挂在太空中。理想情况下，在立方体上，仅受重力作用的时空弯曲。探头与所有设备一起悬挂在太空中，而不会碰到立方体，从而补偿了低推力发动机的太阳风压力和其他干扰。立方体的位置可以通过特殊的激光干涉仪非常精确地测量。此处将详细介绍带有图片的探头的设计。

计划和结果

该图显示了灵敏度与频率的关系。用声音进行类比是非常正确的-不同质量的碰撞对象将以不同的频率在重力作用下“发出声音”，频率较高，较低。 LPF要求-计算的LISA Patfinder灵敏度值。 LISA要求-未来三个LISA重力探测器的要求。这条线是地球重力加速度十亿分之一的百万分之一。

2016年3月1日首次包含在内，引起了科学家广泛而灿烂的笑容-LISA探路者超过了灵敏度计算得出的参数！



在一个月之内，对探头进行了调谐，消除了明显的技术干扰，灵敏度变得更高，在更高的频率下，它比完全成熟的探测器所需的灵敏度更高：



有趣的是，多年来，科学家和工程师已经了解了干扰源，事实证明，取决于频率，它们是由三个原因引起的：



在左侧，在低频处，设备本身的设计会产生干扰。即使是恒星传感器（实际上是没有笨重的运动部件的数码相机），发动机，电子设备也仍在工作，但仍会产生噪音。
在中间部分，噪声是由于单个分子碰撞成立方体而产生的。尽管事实是带有立方体的容器是在真空中打开的，并且那里的压力几乎为零，但来自地球的单个空气分子尚未有时间飞出并干扰观测。幸运的是，随着时间的流逝，它们会越来越少，并且在这个频率范围内，精度本身会提高：


红线在5月比较敏感，比4月的蓝线好，

最后，干涉仪的噪声出现在顶部-实际上，立方体没有移动，但是由于自身的噪声，设备显示出幻像运动。

以这种精度，LISA检测器将能够看到数十亿光年内发生的重力事件：



图中的黄线是一个小黑洞在30亿光年的距离上掉入一个大黑洞的情况。在120亿光年中，可以看到两个星系与LISA中心的黑洞相撞。靠近大爆炸。而且如果借助哈勃望远镜，我们可以看到非常遥远的古代星系，那么即使在宇宙不透明的时候，引力天文学也可以窥视（宇宙大爆炸之后的第一次，宇宙中的物质是如此接近，以至于光子无法飞离很远） 。


估计的星系碰撞应该比LISA的灵敏度大得多

几个有趣的事实。

6月初，来自LISA探路者项目的科学家回答了有关Reddit的问题，从这些对话框中我们学到了更多有趣的东西。

首先，项目的硬件运行良好，第一组引擎仍在工作（探针上有两组）。

LISA Patfinder的太阳风压为28微牛顿。

尚无法确定在图的右侧给出峰值的干扰原因，但科学家怀疑设备的干扰。随着时间的流逝，他们希望以不同的频率收集遥测数据，以找出确切的原因并加以消除。

未来

尽管LISA探路器取得了巨大的成功，并且人们希望引力望远镜现在可以窥视到宇宙的秘密中，但我们不要忘记，只有三个设备的成熟探测器才应该出现在2034年，而且鉴于复杂技术项目的时间在不断变化，那以后。尽管重力撞击仪器取得了成功，但尚未创建LISA所需的所有技术。例如，我们（人类）还不知道如何通过激光束将彼此相距几百万公里的三个探头连接起来，以便非常准确地测量距离并传输数据。

资料来源

该材料是从以下来源创建的：

1. ESA官方新闻稿
2. LISA Pathfinder创作者新闻发布会的录像
3. Reddit的AMA科学家计划

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN395401/