레이저 干涉計 宇宙 안테나 實驗
(LISA, Laser Interferometer Space Antenna)은 重力波의 存在를 確認하고 探査하기 위해
美國 航空宇宙局
(NASA)과
유럽 宇宙機構
(ESA)가 共同으로 事業을 始作했다. 2008年, 유럽 宇宙機構는 LISA를 빠르면 2018年에 發射할 것을 公式 發表했으나, 2011年 NASA는 資金問題로 인해 ESA와 LISA 프로젝트를 進行할 수 없음을 밝혔다.
[1]
2015年
LIGO
에 依한 重力波의 成功的인 探知에 이어 NASA는 파트너로서의 任務에 다시 參與하는 것에 關心을 表明했다. L3 미션에 對한 미션 提案을 要請하라는 ESA의 要請에 따라 2017年 1月 LISA를 위한 任務 提案書가 提出되었다.
[2]
LISA는 天文學的 거리에서 使用하는 레이저 干涉現象을 利用하여 重力波를 測定하기 위해 考案되었으며, 正三角形 形態의 整列된 3代의 宇宙船을 利用한다. 한 邊이 5百萬 킬로미터의 巨大한 마이클슨 干涉計 形態이다. 重力波는 두 宇宙船 사이에 時空間을 攪亂하게 되는데, 한쪽 팔의 相對的인 길이의 變化(매우 작은)를 測定할 수 있다.
方法
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마이클슨 干涉計는 L字 模樣의 두個의 긴 팔과 各各을 境界를 짓는 거울과, 빛의 소스를 包含하는 모서리 領域, 그리고 빔 分散기와 組合基로 構成된다. LISA의 各 邊이 形態를 이루기에는 세個의 廣範圍하게 퍼뜨려진 宇宙船이 必要하다. 各 邊의 모서리에는 同一한 세個의 宇宙船이 使用된다. 이것은 세個의 完璧한 干涉計를 이룬다.(그러나 各各이 獨立的이지는 않다) 各 邊은 두個의 干涉計의 部分이 된다. 이것은 그 變異 普通 90度 인것보다 60度의 팔 角度를 이루는 것이 좋다고 한다. 宇宙船은 오직 하나의 形態에 對해 設計, 試驗, 展開가 더 쉽다. 이러한 重複性은 各 宇宙船의 데이터를 確認하는 데 도움이 된다. 또한, 三角形 形態에서 세 個의 宇宙船은 重力波를 感知하는 데 對한 敏感度를 增大하는 데 寄與할 것이다.
輻射壓과 太陽風과 같은 重力波가 아닌 것의 除去하기 위해 各 宇宙船이 Zero-drag 人工衛星으로 製作되었다. 各 干涉計 邊의 끝은 內部가 프루프 메스(the proof mass, 金 75%, 白金 25%)로 된 거울같은 表面으로 되어 있고, 宇宙船을 둘러싼 것은 宇宙船에 테스트 質量(the test mass)의 狀態를 測定하는 蓄電器를 使用한다.
달의 軌道보다 10倍 더 큰, 全體 配置는 太陽과 地球와의 距離와 같은 太陽系 軌道上에 位置하게 될 것이다. 그러나, 地區에 20度의 角度로 , 黃道 軌道 平面에 相對的으로 60度만큼 기울어지게 끌려 간다. 宇宙船의 配列(constellation)과 地球 사이 線形 平均 距離는 5千萬 킬로미터가 될 것이다.
LISA의 最終 目標는 仔細하게 重力波를 硏究하려는 것이다. LISA 任務에 對한 이러한 努力은 重力波에 對한 아인슈타인 理論을 테스트하게 될 것이다. 많은 物理學者들은 펄스의 軌道 週期의 增加에 對한 探査로부터 重力波의 存在에 對한 間接的인 證據가 될 것으로 믿고 있다. 例를 들면 有名한 PSR 1913+16같은 것 말이다. 그러나 物質 內에서 重力波의 엄청나게 작은 影響때문에, 그것은 只今까지 直接的으로 觀測된 적이 없다. 그러므로 그것들을 探査하기에는 두가지가 要求된다: 엄청나게 巨大한 重力波가 發生하는 事件. -例를 들면 블랙홀의 崩壞- 그리고 엄청나게 높은 感知 센스의 開發. LISA는 10의 20제곱보다 더한 感度에 影響을 感知하도록 20 피코미터의 鮮明度와 5百萬 킬로미터가 넘는 距離를 詩 運動 測定을 할 수 있어야 한다.
다른 重力波 탐사기들
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VIRGO, LIGO, GEO 600과 같은 이미 地表面에서 動作하는, 다른 重力波 안테나들度 있다. 그러나 그것들의 낮은 周波數 감도는 實用的인 한 邊의 길이와 行星 內의 움직이는 質量으로부터의 干涉에 依해 制限을 받는다.(eg. 望遠鏡 周邊의 벌目 作業과 高速道路 通行에 依해)
單一 人工衛星(LISA 패스파인더)은 設計가 確實하게 立證되는 2009年에 發射할 것이고, 2018年 以後 明確한 任務 始作을 決定할 것이다.
그 任務는 아인슈타인 프로그램(Beyond Einstein program)이라는 이름 아래, NASA(發射體, 세個의 宇宙船 그리고 折半의 經費負擔을 할 것이다)와 ESA(推進體 提供과 折半의 經費負擔을 할 것이다)의 共同으로 支援되고 있다.
各州
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外部 링크
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