近日，欧洲空间局（ESA）批准了首个观测太空引力波的实验——激光干涉仪空间天线（LISA）项目。LISA的任务是寻找由超大质量黑洞合并引起的巨大时空涟漪以及其他事件。

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LISA任务想象图。图片来源：NASA

据《自然》报道，ESA宣布，这项耗资数十亿欧元的任务将于2025年开始建设，计划于2035年发射LISA。有研究者称，LISA将是“科学界的一个重要里程碑”。

LISA合作组成员、德国马普天体物理研究所的天文物理学家Valeriya Korol说：“这非常令人兴奋，将为观测只有LISA才能看到的引力波源打开一扇窗户。”

LISA的规模意味着它探测到的引力波频率比在地球上观测到的低得多，它发现的黑洞等现象的质量比地面激光干涉仪引力波天文台（LIGO）观测到的更大，距离也更远。

这项任务已经酝酿了很长时间。LISA负责人、德国马普引力物理研究所所长Karsten Danzmann第一次为LISA写建议书是在31年前。该实验涉及测量激光在两个相距数百万公里的天体间传播的距离，精度为万亿分之一米，而除了时空本身之外，没有什么能影响天体运动。“人们认为这很荒谬，我说‘你等着瞧吧’。”Danzmann说。

LISA将由3个相同的航天器组成，每个航天器都有一个4.6厘米由金和铂打造的飘浮立方体，以等边三角形的队形绕太阳轨道飞行。它将使用激光精确测量每个航天器中立方体的距离，从而判断引力波何时在它们之间以皮米的尺度拉伸时空。信号中的细微变化将使LISA能够精确定位引力波的来源。“这几乎是一种科幻仪器。”Korol说。

“在这个距离上进行如此精确的测量极具挑战性，但从许多方面来看，在太空中比在地球上更容易实现这一测量。”Danzmann说。

除了引力波外，LISA还能够捕捉到全新现象。Korol介绍，天文学家希望这一实验能探测到早期宇宙中产生的引力波的背景嗡鸣，甚至探测到来自第一个黑洞的信号。科学家还希望LISA的数据帮助测量宇宙膨胀率的变化。