引力波強度=(40*萬有引力常數*轉動慣量*頻率的平方*橢率)/(光速的四次方*距離)
其中引力常數單位符號是G,G=0.0000000000667。
光速在這個公式里用米做單位,也就是c=300000000。
從這個公式上,從先乘G,后除光速c的四次方這樣的運算過程,大家就很能清晰感受到引力波是怎么的小。
以天文中有名的蟹狀星云中子星為例,它距離我們6500光年,每秒自轉30.3次,我們在地球上感受到它的引力波強度變化是1e-23米。
這是什么概念?
最小的原子氫原子的半徑:1e-10米。
這等于如果想看到蟹狀星云中子星的引力波,我們要睜大眼睛,看清楚10億公里外的一個氫原子變化。
什么高精度機床,什么納米,什么單原子層,在引力波面前都是渣渣。
可以想象,當明白這一個概念的人得知引力波被確定探測成功時,內心的震撼和激動是怎樣的無與倫比。
人類創造的奇跡已經超出了自己的想象!
“針對噪音,這涉及到一個精密度問題。”
ligo項目組的科學家聽到張晴的問題,思考了下說道:“一方面我們需要盡可能提高外部環境的噪音,提高儀器的穩定性,同時還可以采用另一個辦法。
我們在引力波天文臺的空間四周布置高精度儀器,外界的噪音在影響到探測之前會率先被這些高精度儀器感受到。
通過計算這些噪音的衰減得出它在影響摻雜進實際探測時的數據變化,最后當探測試驗完成,我們在收集到的試驗數據中抵消丟棄這部分噪音數據。”
“我們無法百分之百確定抵消和丟棄的這部分數據就完全是噪音數據,這會造成一部分的有效數據的缺失。”
張晴立馬意識到這個辦法的缺陷,一邊在筆記本上記錄,一邊提出反問。
“這是沒有辦法的事情,相比較任由環境噪音帶來的實際干擾,這一個解決辦法是利大于弊。”
ligo項目組的科學家無奈搖頭,說道:“當然我們也需要盡可能提升儀器穩定性和精密性,降低環境噪音,這才是解決根源性問題的最好辦法。
另外我們需要在不同空間位置和空間距離布置多個引力波天文臺,通過兩個或多個天文臺探測到的數據,大家相互驗證也能更進一步解決這個問題,更加確定數據的精準性。”
“聽聞貴方準備在太空上布置大型激光干涉引力波天文臺,在這方面我們其實是可以進行合作的。”
這時另一位ligo項目組的科學家說話了,眼睛有些期盼地說道:“一個在地面,一個在太空,大家的探測數據相互驗證,更能助于對引力波研究的發展。”
把大型引力波天文臺送上太空是每個引力波研究者的夢想,但受限經費和各種技術原因,很少有人能實現這個夢想罷了。
“這個事情事后再議,畢竟我們的飛船都在圖紙上,我們的激光干涉天文臺也還在工廠沒出來。”
面對這個要求,剛一直在借助系統輔助理解ligo發過來的試驗數據的陸毅笑著揭過這個話題,隨后用筆記本電腦標注出幾行數據顯示在視頻畫面中,詢問道:
“我剛在看你們探測試驗數據時,發現了幾行不同尋常的波動數據,它一閃即逝,雜亂并不完整。
我在你們的備注記錄中看到你們把這一段數據標注為設備噪音,我想確定這樣類似數據的出現頻率如何?對這個數據的跟蹤確定情況目前進行的怎么樣?”