引力是宇宙天體間的主要作用力，雖然它早在400多年前就被牛頓發(fā)現(xiàn)了，但是一直以來人類對引力的認(rèn)知都很淺顯，只知道它是宇宙中物質(zhì)間的一種相互作用力罷了，直到近一二十年來，人類才開始從表面到本質(zhì)來認(rèn)識(shí)引力，并且發(fā)現(xiàn)它可以表現(xiàn)為一種“波”，體現(xiàn)為時(shí)空曲率的擾動(dòng)以行進(jìn)波的方式向外傳遞，于是“引力波”一詞也就出現(xiàn)了，對它的測量和探索也被認(rèn)為是現(xiàn)代物理學(xué)的前沿課題。
人類首次探測到引力波的時(shí)間是2015年12月26日，位于美國的兩臺(tái)引力波探測器（LIGO）同時(shí)探測到了同一個(gè)引力波信號——1.3億光年之外一對中子星碰撞后激發(fā)出的引力波，證明了引力波的確是存在的，幾位進(jìn)行此項(xiàng)探測的科學(xué)家也因此獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
在引力波的領(lǐng)域，美國走在了世界的前列，但是我國也不算落后，2019年8月31日我國首顆空間引力波探測衛(wèi)星“太極一號”在太原衛(wèi)星發(fā)射基地發(fā)射升空；
2019年12月20日，我國另一個(gè)引力波探測計(jì)劃——“天琴”中的首顆衛(wèi)星天琴一號也在太原衛(wèi)星發(fā)射基地發(fā)射升空！
這里重點(diǎn)講一下天琴計(jì)劃，該計(jì)劃提出于2014年，由中科院院士，中山大學(xué)校長羅俊帶頭提出“天琴計(jì)劃”，該計(jì)劃是要在10萬公里高度的地球軌道上部署3顆衛(wèi)星，組成一個(gè)臂長17萬公里的等邊三角形衛(wèi)星編隊(duì)，當(dāng)來自宇宙深空的大質(zhì)量天體發(fā)生碰撞、爆炸等現(xiàn)象時(shí)，引力波現(xiàn)象就會(huì)被激發(fā)出來，到達(dá)地球附近時(shí)，就會(huì)撥動(dòng)這三顆衛(wèi)星組成的“琴弦”，具體表現(xiàn)為引起三顆衛(wèi)星之間的激光波束擾動(dòng)，當(dāng)這種擾動(dòng)被測量到的時(shí)候，我們就知道哪里發(fā)生了引力波擾動(dòng)事件，這就是相當(dāng)于“天琴”的“琴弦”奏出了來自引力波的“美妙聲音”。
與美國LIGO探測到的短時(shí)間的爆發(fā)型引力波不同，天琴探測對象為低頻段的連續(xù)型引力波，是可以持續(xù)驗(yàn)證的，難度上要比LIGO高得多，而且實(shí)驗(yàn)更有價(jià)值，目前已確定的其探測的主要對象為一個(gè)周期只有5.4分鐘的緊湊型雙白矮星系統(tǒng)釋放的引力波。
今年5月21日，天琴計(jì)劃首席科學(xué)家羅俊院士接受記者采訪時(shí)透露，天琴一號發(fā)射至今，六大技術(shù)在軌驗(yàn)證全部通過，每項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都優(yōu)于任務(wù)目標(biāo)，目前衛(wèi)星狀態(tài)良好，下一階段將進(jìn)入拓展實(shí)驗(yàn)階段。
根據(jù)天琴計(jì)劃規(guī)劃路線圖，其將分階段，分別通過搭載、發(fā)射高精度空間慣性基準(zhǔn)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星（單星），發(fā)射星間激光干涉測量技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星（雙軌四星）使引力波探測關(guān)鍵技術(shù)走向成熟，并最終發(fā)射三顆天琴衛(wèi)星組成編隊(duì)進(jìn)行空間引力波探測。不過天琴計(jì)劃對衛(wèi)星入軌的精度要求極高，是國際領(lǐng)先的毫米級入軌技術(shù)，而且需要依賴極高精度的激光測控技術(shù)，微重力平衡技術(shù)，太陽風(fēng)和太陽光照屏蔽技術(shù)等等，這對航天技術(shù)和波探測技術(shù)都是極大的考驗(yàn)。
按照計(jì)劃，“天琴二號”計(jì)劃在2025年前后發(fā)射，而“天琴三號”將可能在2035年前后發(fā)射，屆時(shí)三顆衛(wèi)星將共同構(gòu)成總長度51萬公里的“引力波琴弦”，等待來自宇宙深處的引力波妙聲。
