“秦天”和“太极”LISA三大计划联手锁定引力波

近日，《自然》杂志分刊《自然天文》发表了题为《中国空间引力波探测计划的概念与现状》的论文，这是中国科学家首次在国际顶级杂志上对中国空间引力波探测进行完整系统的介绍。

2016年2月，LIGO宣布，2015年9月14日，人类首次直接探测到引力波，这是21世纪物理学最重大的发现。引力波在宇宙中几乎是自由传播的，这是探索包括引力本质在内的新物理和宇宙奥秘的窗口。目前，引力波探测的国际竞争已经到了白热化的程度。为了参与世界上最前沿、最基础的科学研究，中国科学家提出了两个空间引力波探测计划：“秦天”和“太极”。

“秦天计划”是中国牵头的国际空间引力波探测项目，由中国科学院院士罗俊于2014年3月在华中科技大学国际会议上提出，中山大学于2015年7月发起。目标是在2035年前后，在高约10万公里的地球轨道上部署三颗完全相同的卫星，这三颗卫星将形成边长约17万公里的等边三角形编队，从而建成空间引力波天文台“秦天”，开展引力波的空间探测，开展天体物理学、宇宙学和基础物理学的前沿研究。秦天一号于2019年12月20日成功发射，各项预期目标均已实现。

2016年，中国科学院提出了中国空间引力波探测太极计划。与欧美的LISA项目类似，太极项目的三星编队轨道以太阳为中心，设计的星间干涉臂长为300万公里。太极计划对卫星的稳定性提出了更高的要求，三颗卫星必须组成超稳定超静止平台。2019年8月31日，我国首颗空间引力波探测技术实验卫星“太极一号”成功发射，标志着“太极计划”第一步的成功实现。

“中国空间引力波探测计划的概念和现状”一文由华中科技大学的龚云贵教授和罗俊教授以及上海交通大学和扬州大学的王斌教授撰写。

龚云贵教授长期从事引力理论、引力波物理和宇宙学的研究。他是世界上第一个在中国开展秦天与太极联合观测研究的人。他发现，秦天和太极的联合观测可以将引力波源的空间定位能力提高至少两个数量级，这为引力波作为研究哈勃常数危机和宇宙演化的标准哨子提供了理论依据。

单个引力波探测器对不同的空间方位具有不同的灵敏度。龚云贵教授团队发现，LISA、秦天和太极的结合不仅可以覆盖更广的空间，还可以更准确地确定引力波源的物理参数，从而更好地理解种子黑洞的起源和演化、宇宙的起源和演化以及引力的本质特征。