空间引力波探测综述与拟解决的科学问题

空间引力波探测将为人类探索宇宙打开中低频段（0.1 m Hz～1 Hz）引力波观测的新窗口，这个频段的引力波事件被认为具有更重要的天文学、宇宙学以及物理学意义。其典型的波源包括超大和中等质量黑洞双星的并合、极端和中等质量比黑洞双星的绕转、银河系内数以百万计的致密双星系统以及随机引力波背景等，为研究宇宙起源与演化、黑洞形成与结构、引力和时空本质、暗能量和暗物质属性等提供了全新的方法和手段。21世纪以来，欧美联合的LISA计划成功发射了技术验证卫星LISA探路者，目前LISA计划已进入工程实施阶段，中国太极计划和天琴计划也相继发射了技术实验卫星太极一号和天琴一号，标志着空间引力波探测进入了全新的发展阶段。本文主要概述近年来国内外发展态势，详细凝炼空间引力波探测与研究的科学目标和未来发展的重点领域，系统优化引力波天文学、引力波物理学以及引力波宇宙学等相关学科布局，重点阐述推进空间引力波探测与研究的重要意义和发展战略。     

大爆炸之前的“有”与“无”

对天文界来说，20世纪60年代可说是宇宙学和天文学的大收获时期，不仅观察到了理论预言的中子星、微波背景辐射（它是宇宙创生大爆炸的余晖），而且最重要的是，经科学家的长期努力，终于使大爆炸理论从众多宇宙论中脱颖而出。按照这一理论，140亿年前，空间中的一个极小的点突然大爆发，温度达到无限大，能量和物质井喷而出，空间开始膨胀，之后逐渐冷却到今天的3K，而其可观察的空间跨度约为140亿光年。     

观天巨眼400年系列之十九射电望远镜的诞生

20世纪30年代，一位无线电工程师无意当中发现了来自宇宙的无线电渡(天文学家称之为射电波），几年以后，另一位无线电工程师发明了专门用于接收和研究天体射电波的射电望远镜，从而揭开了天文学一个重要分支——射电天文学的序幕。虽然射电天文学诞生至今仅仅不足80年的历史，但是却得到了异常迅猛的发展．     

观天巨眼400年系列之二十英国焦德尔班克的洛弗尔射电望远镜

1937年雷伯建造第一台射电望远镜并成功地得到了虽然粗略但却是人类的第一幅射电源天图。天文学家还没有来得及品出这道美餐的昧道．第二次世界大战的爆发中断了射电天文学的发展。可是，由于战争的需要，飞速发展的雷达技术为战后射电天文学的发展准备了绝好的条件。战后的射电天文学发展很快，但是射电望远镜的天线都不太大，口径大都在10米以下。     

电脑中重现我们无法观测到的宇宙现象——数字天文学

通过望远镜．我们可以掌握宇宙中各种天体的模样。但是．这些无体被浓浓的气体覆盖．即使是大型望远镜，也无法直接看见它们的内部结构。“数字天文学”就是经由电脑与理诧．阐明我们通过望远镜看不到的天体内部结构。     

2003年最壮观的十幅天文照片

2003年的天空．对于天文学家和业余天文爱好者来说，都是极富内涵的．它向人类打开了一扇绚烂多彩的梦幻之门。虽然这扇门只打开了一条缝．但是管中窥豹．仍然可以想见天文学的进展。在此，我们选编了发生在2003年的重要天文事件．以图的形式汇编在一起．以飨读者。     

大爆炸之前

大爆炸之前的宇宙是什么模样？若你问宇宙学家，他们通常会搪塞说，这个问题没有意义。如著名物理学家霍金，便对此反问道：“北极之北是什么地方？”故按现代宇宙学的主流思想，大爆炸意味着宇宙的真正开始，空间和时间由此而出现，决不存在“之前”这样的问题。但这可能并非真实，就有一位物理学家敢于挑战这个问题。若他说的正确，那么在大爆炸之前，宇宙已经历了一个不可想象的久长时期。欧洲核子研究所的G．范纳奇奴说：“大爆炸远不是时间的开始，它仅是宇宙历史的一个转折点。”范氏早在２０世纪９０年代初，就开始对“大爆炸之前”…     

宇宙起源于宙宇“漏洞”

当今的宇宙大爆炸学说认为，宇宙起源于一个体积为零、能量密度无穷大的奇点。虽然，在霍金等人后来提出的虚时间概念中．奇点可以被消去，但这在现实中仍不可避免，所以奇点问题并没有发生实质性的改变。宇宙学家对量子引力论的探索和尝试，也没有告诉我们更多的一些东西。     

宇宙的七成是暗能

大多数宇宙学家直到20世纪90年代才相信宇宙是由普通物质和看不见的暗物质所组成．宇宙深处的星体爆炸显示一种字宙力正在导致宇宙分离．天文学家把这种力称为暗能。宇宙中70％是暗能，15％是传统的暗物质，仅仅5％是像构成地球和星体这样的普通物质。也可以说，是暗能量统治着宇宙，而我们能够看得见摸得着的物质完全是一个弱势群体。     

霍金狂言

英国著名理论物理学家和宇宙学家斯蒂芬·霍金在其新书中，语出惊人：地球正在等待着一场灭顶之灾，人类解救自身的唯一途径，乃宇宙移民。     

黎明前的时间之谜

时间之谜并非古就有之，它是随科学进步涌现而出的。根据现代物理（量子论和相对论），它们是没有方向的，即没有过去和将来之分。那么，人的感知为什么会跟物理定律不一致呢？霍金把这一点归于三个原因，或称三种时间方向：一为宇宙学时间方向，二为热力学时间方向，三为人的心理时间方向。首先。从大爆炸创生宇宙，随之产生空间膨胀。因此，宇宙学的时间方向和膨胀箭头方向是一致的。     

中国科技期刊排行表

物理学、力学类、天文学：注：1．中国科学引文数据库统计编制．2二数据来源：中国科学院文献情报中心中国科学引文数据库1996年数据．中国科技期刊排行表     

你的星座是蛇夫座吗？

不知道从什么时开始，国内也流行起用西洋星座来谈命相，也有不少人认为天文学是星相学的一小部分。其实天文学是自然科学的一支，事事都要有实验或观测的证据，而星相学是门玄学，属于信不信由你的范围；两者之间不见得有多少关联。     

天狼星之谜

土著神话讲述人类文明起源 西非马里共和国尼日尔流域的荒凉高原地带居住着一个名叫图根族的未开化民族。令人不可思议的是，他们从祖先那里继承下来的神话口授中融入了惊人的现代天文学知识．图根族人是怎样知道这一切的？     

宇宙探索简史 观测天文学的诞生

正天文学发展遵循"观测-理论-观测"的途径,不断把人类的视野伸展到宇宙的新的深处。所以观测手段是探索宇宙奥秘的重要手段,由此逐渐形成了观测天文学。观测天文学是天文学的一个分支,常用于取得数据以与天文物理学的理论比对,或以测量所得的物理量解释模型的含义。在实物上,通过望远镜或其它天文仪器的使用来观测目标。伽利略被人们称为"现代观测天文学之父"。     

今日之危机：三大谜题

现代宇宙学似乎有大量新仪器、大量新粒子系统，并且对整个能谱有一些令人惊叹的观察。然而，我们却被当代三个最大的谜团所困扰，这就是暗物质、暗能量和加速膨胀的宇宙。     

1900-1930：三重打击和宇宙大爆炸

在上一个百年中，美国人率先把人类送上月球。美国还在许多其他领域不断开拓，尤其是在无人太空飞行领域。美国太空探测器会飞跃太阳系，近距离地拍摄和分析行星和它们的卫星。到2000年，哈勃望远镜收集到了来自宇宙最初10亿年或更短时间的光．创造了天文学上一次新的复兴。     

光耀星河十九载——盘点“哈勃”重大科学发现

哈勃空间望远镜飞驰在太空的身影,已经成为了天文学的最佳形象代言人。在过去的19年里．哈勃空间望远镜完成了88万多次字宙观测,对2．9万个宇宙天体拍摄了57万多张照片．在google上搜索。     

宗教、占星术与飞碟学中的天体

关于太阳系中天文学界公认的有待进一步确认的天体，详见太阳系天体假设名单。     

中国最早的天文学专著

中国最早的天文学专著我国最早的天文学专著是１９７３年底在长沙马王堆三号汉墓出土的帛书《五星占》。原篇无名，《五星占》是今人所加并区分为９章，约８０００字，成书于公元前１７０年左右。主要内容是金星、木星、水星、火星、土星的观察记录及５星运行轨迹。书中最...