“太极计划”：通过观测引力波了解早期宇宙演化信息

核心提示：“高频段引力波信号多是由小黑洞并合等事件产生的”，小黑洞是恒星“死亡”后迅速坍塌形成的，从宇宙演化的时间尺度而言，都是“近期”发生的事件。

位于美国的激光干涉仪引力波观测台（LIGO）在引力波观测上接连取得成功，那么，中国还需要投入庞大资金进行引力波探测计划吗？空间引力波探测计划“太极计划”主要召集人之一、中国科学院大学副校长吴岳良院士的回答很坚决：“需要。因为我们的科学目标不一样，我们希望发现的是中低频段的引力波信号，它们带着宇宙演化早期的信息。”

吴岳良介绍，LIGO的设计性能对高频段引力波信号比较灵敏，而“太极计划”将聚焦中低频段的引力波信号。“高频段引力波信号多是由小黑洞并合等事件产生的”，小黑洞是恒星“死亡”后迅速坍塌形成的，从宇宙演化的时间尺度而言，都是“近期”发生的事件。

吴岳良说：“‘太极计划’想要探测的是中低频段的引力波信号，这些信号可能由大质量或中等质量黑洞并合产生，而大质量、中等质量黑洞在宇宙演化早期就已经形成了，通过观测它们，我们能了解到宇宙早期的情况。”

吴岳良介绍，与其他计划中的引力波探测计划相比，“太极计划”能更大程度地保证实验的精确性和技术的可操作性——“太极计划”是将三颗卫星发射到太阳轨道上，在位于偏离地球—太阳方向约18~20度的位置进行绕日运动。

吴岳良说：“比如，如果卫星是绕地球转，那就不可避免地因为与太阳距离不同的关系产生温度差，这对卫星探测到的信号精度有很大影响。而在太阳轨道，就能保持温度稳定。”而绕地飞行由于卫星间激光干涉臂长在十万公里级，因此激光干涉的精度需达到0.1皮米，“在目前的技术手段下，要想达到这样的目标实在是太困难了”。但在太阳轨道，卫星间干涉臂长可到几百万公里，达到相同的精度，激光干涉只要达到几个皮米就可以了，“在技术上更容易实现”。同时，绕日运行可以避开地球重力场的影响。

吴岳良透露，目前“太极计划”正在进行国家立项讨论，“LIGO的成功对我们是一种促进，我们将加快推动‘太极计划’的进程”。