美国宇航局的激进研究表明，这种航天器的形成可能揭示新的物理学：ScienceAlert

对于天文学、天体物理学和宇宙学领域来说，这是一个激动人心的时刻。 得益于尖端的新天文台、仪器和技术，科学家们距离对基本上未经检验的理论进行实验验证又近了一步。

这些理论解决了科学家对宇宙和支配宇宙的物理定律的一些最紧迫的问题，例如引力、暗物质和暗能量的本质。 几十年来，科学家们一直认为要么有额外的物理原理在起作用，要么我们流行的宇宙学模型需要修改。

虽然对暗物质和暗能量的存在和性质的研究仍在进行中，但也有人试图利用新物理学的潜力来解决这些谜团。

在 最近的论文美国宇航局的一组研究人员提出了航天器如何在太阳系内寻找其他物理证据的建议。 他们认为，这项研究将通过以四面体形式飞行航天器并使用干涉仪来支持。 这样的任务可能有助于解开科学家半个多世纪以来一直困惑的宇宙之谜。

提案就是行动 斯拉瓦·图雷舍夫加州大学洛杉矶分校 (UCLA) 物理和天文学助理教授，美国宇航局喷气推进实验室研究科学家。

他加入了他 邱兴伟，美国宇航局喷气推进实验室的实验物理学家，以及 南宇南卡罗来纳大学助理教授、美国宇航局喷气推进实验室高级研究科学家。 他们的论文最近出现在网上，并已被接受发表 物理审查d。

图里舍夫的经历包括 重力与内部恢复实验室 （GRAIL）任务科学团队的成员。 在之前的工作中，图里舍夫和他的同事研究了如何向太阳发送任务 太阳引力透镜 （SGL）可能会彻底改变天文学。

概念论文获得 A 级 第三阶段奖学金 2020 年，通过 NASA 的创新先进概念 (NIAC) 计划。 在之前的一项研究中，他和 SETI 项目天文学家克劳迪奥·梅肯还研究了先进文明如何使用它 用于电力传输的 SGL 从一个太阳系到另一个太阳系。

总而言之，引力透镜是一种引力场改变其附近时空曲率的现象。 该效应最初由爱因斯坦于 1916 年预测并使用 1919 年的阿瑟·爱丁顿 为了证实他的话 广义相对论 （GR）。

然而，在 20 世纪 60 年代至 90 年代，对星系旋转曲线和宇宙膨胀的观测催生了关于更大宇宙尺度上引力性质的新理论。 一方面，科学家们假设暗物质和暗能量的存在，以使他们的观察结果与广义相对论相一致。

另一方面，科学家们发展了引力的替代理论（如修正牛顿动力学（MOND）、修正重力（MOG）等）。 与此同时，其他人认为宇宙中可能存在我们尚未意识到的其他物理现象。 正如图里舍夫通过电子邮件告诉《今日宇宙》：

“我们热衷于探索围绕暗能量和暗物质之谜的问题。尽管它们是在上个世纪发现的，但它们的根本原因仍然难以捉摸。如果这些‘异常’源于新物理学，那么它们是尚未出现的现象。在地球上已经观察到了。”“实验室或粒子加速器——这种新的力量可以在太阳系规模上得到证明。”

在他们的最新研究中，图里舍夫和他的同事研究了一系列以四面体形式飞行的航天器如何探测太阳的引力场。

图里舍夫说，这些调查将寻找太阳系规模上与广义相对论预测的偏差，这是迄今为止不可能实现的。

“这些偏差应该显示为重力梯度张量（GGT）的非零分量，这类似于泊松方程的解。

由于其微小的性质，检测这些异常需要的精度远远超过当前的能力——至少高出五个数量级。 在如此高的分辨率下，许多已知的效应都会引入显着的噪声。

该策略涉及执行差分测量以消除已知力的影响，从而揭示对 GGT 的微妙但非零的贡献。

图里舍夫表示，该任务将使用依赖于一系列干涉仪的本地测量技术。 这包括介入激光测距，这是他展示的一项技术 恢复重力并继续气候实验 GRACE-FO 任务是一对依靠激光测距来跟踪地球海洋、冰川、河流和地表水的航天器。

拟议的航天器也将使用相同的技术来研究引力波 激光干涉测量天线 （丽莎）。

该航天器还将配备原子干涉仪，用于 海浪 原子的本质是测量沿不同路径的原子物质波之间的相位差。 这项技术将使航天器能够检测非重力噪声（推力活动、太阳辐射压力、热反冲力等）的存在，并将其消除到必要的程度。

同时，以四面体编队飞行将提高航天器比较测量结果的能力。

图里舍夫说：“激光测距将为我们提供有关航天器之间相对距离和速度的非常准确的数据。”

“此外，其卓越的精度将使我们能够测量四面体构型相对于惯性参考系的旋转（通过萨格纳克的观察），这是任何其他方法都无法实现的任务。因此，这将创建一个四面体构型，利用一组本地测量指标。”

最终，这项任务将在最小的范围内测试遗传资源，这是迄今为止非常缺乏的。 虽然科学家们继续探索引力场对时空的影响，但他们在很大程度上仅限于使用星系和星系团作为透镜。

其他例子包括对致密天体（如白矮星）和超大质量黑洞（SMBH）的观测，如位于银河系中心的人马座 A*。

“我们的目标是将广义相对论测试和替代重力理论​​的准确性提高五个数量级以上。

除了这个主要目标之外，我们的论文还有其他科学目标，我们将在后续论文中详细说明。 其中包括测试广义相对论和其他引力理论，探测微赫兹范围内的引力波（现有或设想的仪器无法到达的频谱）以及探索太阳系的各个方面，例如假设的第九行星等。

本文最初发表于 今天的宇宙。 阅读 来源文章。