超期服役1年半！嫦娥4號捷足先登，中國首個引力波天線或建月球上

編者按：有了嫦娥4號打基礎，中國第一個引力波天線或建月球上！美國宇航局為了與中國展開月背科學項目競爭，提出了月背引力波天線計劃，用來配合2024年重返月球任務。

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宇宙印象｜頭條獨家 深度科普欄目第1410期

據中國國家航天局消息，嫦娥四號和玉兔二號在昨天完成了第20月晝的工作，開始進入第20月夜，此刻玉兔二號累計行駛490.9米，在馮卡門撞擊坑內向西北方向行駛。自2019年1月3日成功降落在月球背面之後，嫦娥4號已經超期服役半年時間，玉兔二號超期服役一年半左右，可以認為嫦娥4號基本建立了我們對月球背面、馮卡門撞擊坑的初步認識，隨著月球南極資源爭奪加劇，預計在未來10年，月球背面和南極將是多國競爭的目標。

圖片解讀：玉兔2號從嫦娥4號上行駛下來

圖片解讀：嫦娥4號成為人類第一個在月球背面著陸的探測器

月球南極的資源較多，最重要的就是水冰物質，這將是未來人類基地賴以生存的水源。在月球背面靠近南極的地方，則是一個絕佳的科研區域。這裡靠近南極水冰物質聚集地，還有能藉助月背遮擋地球無線電信號的優勢，展開對宇宙的觀測。其中，引力波將是一個有可能取得重大突破的學科。在嫦娥4號登陸之後，美國宇航局也開始蠢蠢欲動，2024年重返月球計劃中就有建立月背引力波天線的方案。

2016年，我們第一次發現了引力波事件，通過LIGO雷射幹涉儀引力波天文臺還發現了數十起類似的引力波事件。它們都是來自遙遠的黑洞、中子星合併，強大的引力波可穿過數十億光年抵達地球。截止2020年7月，大約有56個引力波事件被探測到，利用這些事件，科學家對廣義相對論進行了測試。LIGO引力波探測器非常靈敏，為了進一步提升其探測引力波的能力，科學家將其放置在真空環境中，探測臂保持真空狀態，這樣連空氣分子對探測臂的幹擾都可以被忽略。但有一個影響因素是無法忽視的，這就是地震。地震會導致LIGO產生錯誤的擺動，誤報引力波事件。為了避免這種尷尬，LIGO探測器發現引力波事件時，還需要與當地的地震監測機構合作，比對數據看看是否存在地震的幹擾。

圖片解讀：LIGO探測器，在地球上時會遇到地震的幹擾，導致產生錯誤的報警

圖片解讀：中國的引力波天線可建立在馮卡門撞擊坑內

如果我們將引力波天線建立在月球上，那麼可解決地震幹擾的問題和真空環境的問題。月球上沒有地質活動，但極其微弱的月震不會對探測形成幹擾，比地球上的地震幹擾小了兩個數量級。由於月球上沒有大氣，真空程度比LIGO探測器的真空管更符合要求。從性能角度看，月背的引力波天線理論上能夠探測到更遙遠、更加微弱的引力波信號。

目前LIGO探測器與義大利的Virgo探測器形成了聯合探測機制，能夠對超大質量黑洞的合併行為進行探測。但是要探測中等質量黑洞，就需要更加靈敏的傳感器，這就需要將引力波探測器換個地方。引力波被人類發現並確定之後，就開啟了引力波天文學的時代，在電磁波無法企及的地方，引力波則是一種新的探測方法。比如黑洞內部、早期宇宙、超新星內部等，都可以通過引力波來探測。

嫦娥4號奠定了中國航天在月球背面探索的基礎，如果我們能夠建立月背引力波天線，就能夠實現彎道超車，在引力波探測上實現超越。美國宇航局預計在2024年重返月球，月背引力波計劃也需要在未來數年才能實現。宇宙印象為今日頭條獨家，其他均為假冒，轉載均為非法。