最新消息！中国卫星成功检测引力波，中国太空研究处世界领先水平

【军武次位面】作者：红色星空

▲美国激光干涉引力波天文台(LIGO)的工作人员

北京时间2017年10月16日22点，美国国家科学基金会召开新闻发布会，宣布激光干涉引力波天文台（LIGO）和室女座引力波天文台（Virgo）于2017年8月17日首次发现双中子星并合引力波事件，国际引力波电磁对应体观测联盟发现该引力波事件的电磁对应体。中国科学院高能物理研究所表示，我国第一颗空间X射线天文卫星——慧眼HXMT望远镜（以下简称“慧眼”望远镜）对此次引力波事件发生进行了成功监测，为全面理解该引力波事件和引力波闪的物理机制做出了重要贡献。

引力波是什么？

引力波是指时空弯曲中的涟漪，通过波的形式从辐射源向外传播，这种波以引力辐射的形式传输能量。在1916年，爱因斯坦基于广义相对论预言了引力波的存在。引力波的存在是广义相对论洛伦兹不变性的结果，因为它引入了相互作用的传播速度有限的概念。相比之下，引力波不能够存在于牛顿的经典引力理论当中，因为牛顿的经典理论假设物质的相互作用传播是速度无限的。如果要通俗的解释一下，引力波就是中子星或者黑洞这种天体巨大的吸引力，导致时间与空间扭曲，并且这种扭曲在太空中传播，像水中的涟漪一样荡开，只不过它非常的微弱，因此在爱因斯坦语言之后的100年才被人类观测到。

双子星合并是什么？

中子星（neutron star）是恒星演化到末期，经由重力崩溃发生超新星爆炸之后，可能成为的少数终点之一，质量没有达到可以形成黑洞的恒星在寿命终结时塌缩形成的一种介于白矮星和黑洞之间的星体，其密度仅小于黑洞。绝大多数的脉冲星都是中子星，但中子星不一定是脉冲星，有脉冲才算是脉冲星，有脉冲的条件很简单，高速旋转。这次发现的两枚双子星就是两个高速宣传的中子星，由于两颗星万有引力接近，所以他们不仅自身高速旋转，还互相缠绕旋转，在两颗星合并的时候，爆发出巨大的引力波与电磁信号，因此才能传到地球，此前观测到的4次引力波都是来源于黑洞合并。黑洞合并无法传出电磁信号，因此其引力波对广义相对论的验证没有深入挖掘的潜力。观测到引力波之后，很多科学家就断定，如果能够观测到引力波合并的电磁信号，那将会是对广义相对论最有力的论证。这次观测到双子星合并对天文学来说是一次重大突破，可以视作探索太空技术进步的一个节点。

▲美国激光干涉天文台

“慧眼”望远镜是什么？

美国东部时间8月17日8时41分（北京时间20时41分），美国“激光干涉引力波天文台”（LIGO）捕捉到这个引力波信号。此后2秒，美国费米太空望远镜观测到同一来源发出的伽马射线暴。这是人类历史上第一次使用引力波天文台和电磁波望远镜同时观测到同一个天体物理事件，标志着以多种观测方式为特点的“多信使”天文学进入一个新时代。此前科学家以为双子星合并的电磁信号会比较强，但实际上却非常微弱，全球仅4个望远镜观测到，慧眼就是其中之一。

▲“慧眼”卫星上的硬X射线调制望远镜

慧眼”全称硬X射线调制望远镜卫星（HXMT），是继中欧合作地球空间探测双星，“悟空”号暗物质粒子探测卫星和“墨子”号量子科学实验卫星之后，我国又一颗重要的空间科学卫星。卫星设计寿命4年，呈立方体构型，总质量约为2500 kg，装载高能、中能、低能X射线望远镜和空间环境监测器等4个探测有效载荷，可观测1～250keV能量范围的X射线和200keV～3MeV能量范围的伽玛射线。卫星采用直接解调成像方法，通过扫描观测可以完成宽波段、高灵敏度、高分辨率的空间X射线成像，具有复杂的热控保障、对地测控与数传保障以及载荷长期工作下的能源保障能力。

▲慧眼卫星在酒泉卫星发射中心采用长征四号乙火箭发射

据国防科工局介绍，“慧眼”主要工作模式包括巡天观测、定点观测和小天区扫描模式。卫星发射入轨后，将开展四个方面的空间探测活动：一是将对银道面进行巡天观测，发现新的高能变源和已知高能天体的新活动；二是通过观测和分析黑洞、中子星等高能天体的光变和能谱性质，加深对致密天体和黑洞强引力场中动力学和高能辐射过程的认识；三是在硬X射线/软伽玛射线能区获得伽马射线暴及其它爆发现象的能谱和时变观测数据，研究宇宙深处大质量恒星死亡以及中子星并合等导致的黑洞的形成过程；四是探索利用X射线脉冲星进行航天器自主导航的技术和原理并开展在轨实验。可以说“慧眼”望远镜生逢其时，正好遇到了双子星合并。

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