曹軍威：宇宙天籟——引力波（6）

2017-07-21 13:43 宣講家網(wǎng) 曹軍威清華大學(xué)信息技術(shù)研究院研究員、院務(wù)委員會副主任

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摘要：引力波的直接探測，震驚全球，無疑是本世紀(jì)迄今為止，在天文學(xué)領(lǐng)域最具里程碑意義的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一，就像望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明或太空無線電波的發(fā)現(xiàn)一樣。發(fā)現(xiàn)引力波的意義，不僅是驗(yàn)證廣義相對論，更對天文探測起著無比重要的作用。比如，之前，幾乎沒有人會相信第一個(gè)探測到的引力波信號會是雙黑洞并合，而且是質(zhì)量如此之大的黑洞雙星。通過這一次觀測，科學(xué)家知道了數(shù)十倍太陽質(zhì)量的黑洞是可以存在的。這一切，都無法通過傳統(tǒng)的電磁波天文學(xué)得到，因此，引力波天文學(xué)將成為21世紀(jì)的天文學(xué)。

第三這個(gè)反射的鏡面本身，要求也是很高。如果這個(gè)鏡面本身的熱運(yùn)動超出了所測量的精度，那可能它的運(yùn)動就會引發(fā)了噪聲，就會大于所要測量的信號。這個(gè)鏡面本身有很多層，我們叫鍍膜，這個(gè)鍍膜的技術(shù)要求也非常高，因?yàn)樗瓷鋷资我院螅e聚的能量才會加長它的探測距離。

QQ截圖20170713100341

這張圖就是把所有影響天文臺的因素都總結(jié)在了一起，紫色的這條線是天文臺所能達(dá)到的一個(gè)最大的精度。為什么在十赫茲以下，我們就不行，因?yàn)镾eismic noise這條曲線，在幾赫茲到十赫茲以下，我們叫地表振動，由于這個(gè)天文臺是在地面上建的，這個(gè)振動是無論如何你也去不掉了。這是天文臺量測的基本情況。

最后我們再講數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，除了儀器本身以外，我們還有一套計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，各種曲線直接從天文臺實(shí)時(shí)顯示到屏幕上，同時(shí)所有的數(shù)據(jù)還會存下來，由于探測的頻段在10赫茲到1000赫茲，所以是中高頻頻段，數(shù)據(jù)的采樣頻率就要非常高，達(dá)到每秒一萬六千次。所有這些數(shù)據(jù)加起來，使得整個(gè)這個(gè)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量非常大。