美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)最近成功消除激光噪聲干擾，向傾聽萬有引力波邁近了一步。研究論文發(fā)表在最近出版的《物理評(píng)論快報(bào)》上。

　　萬有引力波是愛因斯坦20世紀(jì)初預(yù)測(cè)的存在于時(shí)空中的波痕，至今尚未被直接觀察到。NASA和歐洲太空署合作進(jìn)行的一項(xiàng)空間任務(wù)計(jì)劃激光干涉空間天線(LISA)的目標(biāo)就是探測(cè)萬有引力波的細(xì)微信號(hào)。

　　LISA計(jì)劃使用3個(gè)分離航天器構(gòu)成一個(gè)等邊大三角，彼此通過激光束連接，隨地球之后20度繞太陽飛行。每個(gè)航天器都攜帶一個(gè)金鉑合金的立方體，自由飄浮在太空。當(dāng)萬有引力波通過航天器，將在兩個(gè)立方體之間產(chǎn)生大約1皮米(10-12米)的距離變化，而航天器間的距離為500萬公里，這就像在干草堆里找一個(gè)質(zhì)子。

　　其測(cè)量的核心技術(shù)是干涉過程。LISA準(zhǔn)備采用一種尖端的激光束探測(cè)儀——相位儀(phase meters)來探測(cè)激光，然后送到地面進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，這一過程稱為延時(shí)干涉測(cè)量。如果激光束之間的干涉圖形相同，則距離沒有相對(duì)變化，如果干涉圖形變了，則證明距離有了變化。就像海面的波紋，有時(shí)會(huì)互相結(jié)合變得更大，有時(shí)會(huì)抵消變小或消失。

　  為了探測(cè)萬有引力波，必須作出極為精細(xì)的檢測(cè)，JPL物理學(xué)家比爾克里普斯坦說，但激光束比我們要檢測(cè)的目標(biāo)更吵，我們必須小心地清除這些噪音以獲得清晰的信號(hào)。這好比在暴風(fēng)雨中傾聽一片羽毛落下的聲音。

　　最近JPL研究小組模擬LISA系統(tǒng)，在激光中引入了隨機(jī)人造噪聲，通過一套數(shù)據(jù)處理，把相位儀探測(cè)時(shí)產(chǎn)生的噪音降低了10億倍,并在仿制的航天器上成功演示了皮米尺度的可見變化。

　　今年8月，LISA計(jì)劃獲得了2010年度國(guó)家研究委員會(huì)天文與天體物理學(xué)10年報(bào)告的重點(diǎn)推薦。如能獲選，將在2020年或之后發(fā)射。像黑洞和脈沖星這樣的大質(zhì)量物體，它們的引力波如同音樂旋律遍及宇宙。人們期望LISA不僅聽到萬有引力波，還能了解更多有關(guān)其來源的信息。這次任務(wù)將能探測(cè)來自銀河系和遙遠(yuǎn)星系的大質(zhì)量物體的萬有引力波，幫助科學(xué)家理解宇宙中的這種全新語言。