據《科學》雜志網站8月13日(北京時間)報道,伴隨著粒子物理學與宇宙學的日益趨同,歐洲空間局(ESA)發布了有關宇宙空間任務與技術開發的路線圖,這將指引2015年至2025年歐洲物理實驗的發展方向。
近年來物理學發展的一種趨勢是,越來越多的研究人員傾向于利用空間任務來回答物理學基本問題,但這一過程中物理學家們往往會身陷“第二十二條軍規”的窘境——為了更好了解宇宙,需要儲備更豐富的物理知識;而想得到豐富的物理知識,又必須要先提高對宇宙的認識。
針對此,新公布的計劃除測試物理基本定律之外,還包括諸項在太空中進行的研究:搜尋引力波及其源頭、在宇宙中實現量子力學試驗、闡明暗物質與暗能量、尋找反物質,以及在物理學兩大柱石理論——“相對論”與“量子力學”之間建立溝通互動,避免它們“各自為政”。天文學家們希望以上各項的成功,能借助宇宙得天獨厚的環境條件。
據介紹,公布的路線圖計劃包含有:
“LISA探路者”測試任務。歐空局將于2012年發射3艘相隔約483萬公里的飛船,其攜帶的激光干涉儀空間天線(LISA)技術,將用于探測引力波引起的時空變形,驗證廣義相對論的預測是否正確。
“顯微鏡”任務。由歐空局與法國航天局聯手打造,計劃于2012年底發射,用于測試引力質量與慣性質量的相等性;而基于新技術所體現出的實驗靈敏度,將有助于量子理論與相對論的統一。
“太空原子鐘”任務。太空原子鐘系統(ACES)會在2013年登陸國際空間站,意味著太空的計時將進入原子時代。而當阿爾法物理常數不能保持始終如一時,原子鐘系統會出現明顯時間變化,這種情況下,廣義相對論就有必要加以修正。
“歐幾里德”任務。這是歐空局正在研發中的一個望遠鏡項目,2017年或2018年發射后將開始著力繪制宇宙中星系分布圖,并利用弱引力透鏡對普通物質重力振蕩進行監測,估算宇宙中暗能量與暗物質的總量。
然而,該計劃公布后,有科學家卻對其中某些造價高昂(如太空原子鐘)的項目不以為然。劍橋大學天體物理學家馬丁·里斯相對看好“歐幾里德”任務,他認為,物理基本法則就應產生于這樣一些普通但有著豐富數據流量作支持的實驗。
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