美國和中國關注引力波探測任務

一個基於太空的探測器引起了人們的興趣,但監管障礙可能會使合作複雜化

漢福德保護區 LIGO 干涉儀的北臂。

在美國地面實驗歷史性地探測到引力波之後,一個歐洲的太空專案正吸引著各方的興趣。但是,儘管歐洲航天局(ESA)的顧問於 4 月 12 日建議增加對耗資數十億歐元的引力波探測器的國際貢獻,但監管障礙可能會阻礙與美國和中國提出的合作關係。

今年 2 月,美國先進雷射干涉儀引力波天文臺(LIGO)的研究人員宣佈,他們探測到了由兩個黑洞合併產生的時空漣漪。歐洲航天局計劃的太空天文臺將能夠探測到比地球上可能探測到的頻率低得多的漣漪,從而可以看到更多種類的天文事件,包括超大質量黑洞之間的合併。

美國宇航局戈達德太空飛行中心(位於馬里蘭州格林貝爾特)的天體物理學家羅賓·斯特賓斯說,這樣一個探測器被廣泛認為是“引力波領域中你能做的最好的事情”。在對天文臺的關鍵技術進行測試的任務成功之後,歐洲航天局顧問小組上個月得出結論,不僅該機構的計劃是可行的,而且發射甚至可以提前,從 2034 年提前到 2029 年。


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最初,美國宇航局和歐洲航天局是這項工作的合作伙伴,但資金問題導致美國宇航局在 2011 年退出。此後,美國航天局表示,它只想在天文臺中發揮次要作用。但是,圍繞 LIGO 發現的興奮意味著美國科學家渴望美國宇航局再次成為平等夥伴,麻省理工學院(位於劍橋)的物理學家萊納·韋斯說,他是建立 LIGO 的重要人物。

斯特賓斯預計,負責評估美國十年審查進展的委員會(該審查決定了美國宇航局和其他資助機構的優先事項)將在本月晚些時候表示支援在歐洲航天局天文臺中發揮更大的作用。但是,這樣的角色可能需要美國宇航局在 2020 年的下一次審查之前找到更多的資金,這將意味著要麼從其他專案轉移資金,要麼說服美國國會提供更多資金。

任何與歐洲航天局平起平坐地合作的計劃,也可能會遇到歐洲航天局對大型任務的國際貢獻上限為 20% 的政策,以防止專案因合作伙伴退出而崩潰。歐洲航天局科學規劃和社群協調負責人法比奧·法瓦塔說,現在討論是否會出現政策問題還為時過早。

美國不是唯一一個試圖利用 LIGO 突破的國家。日本的引力波界也在尋找為歐洲航天局任務做出貢獻的方法。斯特賓斯說,中國科學家多年來一直表示有興趣。他說,他們可以為歐洲航天局的任務提供資金或實物貢獻,以換取技術訣竅。

美國的參與也可能會使歐洲航天局與中國之間的任何潛在合作複雜化。2011 年引入的美國法律修正案幾乎在所有情況下都禁止美國宇航局的科學家直接與中國同行合作。斯特賓斯的上司告訴他,該法律適用於雙邊合作,因此可能不適用於與歐洲航天局(也包括中國)的合作。

但是,位於華盛頓特區的安全世界基金會(該基金會旨在促進和平利用外層空間)的技術顧問布萊恩·韋登說,國會可能會試圖阻止這種合作。國會對與中國的合作持懷疑態度,可能會阻止美國宇航局的科學家甚至試圖參與。韋登補充說,引力波探測器純粹是一項科學任務,可能會使國會放心。“與在更具政治意義的合作(例如載人航天)相比,人們可能對這種型別的合作的擔憂較少。”

中國是一個正在崛起的太空強國——它計劃在今年發射幾項備受矚目的太空科學任務——因此美國最終將以某種形式與中國合作,韋登說。他認為,那很可能是透過某種多邊專案。“挑戰在於找到美國和中國都想合作的主題。我認為引力波探測器可能是其中之一。”

本文經許可轉載,並於2016 年 5 月 4 日首次發表

Elizabeth Gibney is a senior physics reporter for Nature magazine.

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