在月球上安装引力波探测器可以找到新的物理学

探测引力波是一项棘手的工作——时空结构中的这些涟漪通常会被地震、交通和其他人类活动的背景振动所淹没。现在，一对天体物理学家提出了一个更安静的新地点——月球。

引力波是由宇宙中一些能量最高的事件产生的，例如黑洞和中子星之间的碰撞。但是这些灾难发生在数亿光年之外，所以当海浪冲刷地球时，它们正在以微小的量扭曲现实——只有质子宽度的千分之一。

检测它们需要极其灵敏的仪器，例如LIGO和 Virgo。这些设施将激光射入 4 公里长(2.5 英里)的隧道，将它们从镜子反射回来并测量光线如何反射到传感器上。当引力波经过时，激光束会轻微摆动，科学家们可以从中学到惊人数量的信息。

问题是，地球是一个繁忙的地方。即使这些设施位于地下深处，它们仍然容易受到周围环境的噪音和振动的影响。这是现实中的涟漪，还是只是一辆从头顶驶过的卡车?

现在，一对天体物理学家提出了在月球上建立引力波设施的理由。范德比尔特大学的 Karan Jani 和哈佛大学的 Avi Loeb 说，月球表面自然具有一些难以在地球上复制的有用特性。

该设施被命名为宇宙学引力波月球天文台 (GLOC)，几乎完全没有环境干扰。对于初学者来说，目前还没有人类活动，即使未来的载人任务增加，仍然有足够的空间来建立一个远离喧嚣的地方。

自然干扰也少得多。月球地震比地球上的地震要弱得多，频率也更低，而且对太空真空开放意味着实验不需要像这里那样在真空管中进行。

重要的是，这些因素意味着 GLOC 可能比任何地球探测器都灵敏得多。研究人员说，像这样的月球设施有可能从可观测宇宙的 70% 内接收引力波，并探测地球上设施几乎不可能听到的范围内的频率。不知道可能会揭示什么空间奇特之处。

“月球为终极引力波天文台提供了理想的背景，因为它缺乏大气层和明显的地震噪声，我们必须以巨大的成本在地球上使用激光干涉仪来减轻这些噪声，”勒布说。“月球天文台将为发现我们没有预料到的来源提供前所未有的灵敏度，这可以让我们了解新物理学。GLOC 可能是月球表面科学皇冠上的一颗明珠。”

当然，首先将建筑材料和科学仪器送上月球是一个额外的挑战，但最近重新关注此类任务。例如，宇航局的阿尔忒弥斯计划计划在 2024 年将人类送回月球，并在那里建立永久存在。一旦我们到达那里，GLOC 或类似的东西可能是一个有价值的设施。

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