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天宫一号激光雷达项目获十大天文科技奖

导读: 天宫1号交会对接激光雷达合作目标安装在天宫1号目标飞行器上,用于反射激光雷达入射光信号,配合激光雷达完成对目标的搜索、捕获、跟踪测量,实时获取目标相对距离和角度等测量参数,使空间航天器完成交会对接任务。

  为促进我国天文学科的进步和发展,鼓励和表彰取得突出成果的天文科研和技术人员,扩大天文学科在社会上的广泛影响,中国科学院国家天文台与中国天文学会在全国范围内评选2011年度十大天文科技进展。上海天文台推荐的“广义相对论和哥白尼原理的宇宙学检验”和“应用于天宫一号交汇对接中的激光雷达合作目标”两项科研成果入选。

  1、《广义相对论和哥白尼原理的宇宙学检验》项目

  完成人:张鹏杰

  成果简介:

  中国科学院上海天文台研究人员在广义相对论和哥白尼原理的宇宙学检验等方面取得重要进展,在上述领域已发表7篇论文,包括2篇第一作者PRL,总引用已超过400次,并多次在重要国际会议上做邀请综述和邀请专题报告。主要成果如下:

  (1)哥白尼原理断言我们所处区域在宇宙中并不特殊。哥白尼原理是现代宇宙学的基石,也是发现宇宙加速膨胀的重要逻辑前提。但是,哥白尼原理,尤其是其在径向的适用性,并没有得到严格证实。2011年我们发现,违反哥白尼原理将造成可观的背景运动学SZ效应,并由此提出了哥白尼原理的背景运动学SZ效应检验。该检验方法证实了哥白尼原理在径向尺度30亿光年以上成立,证实了宇宙加速膨胀的存在,否定了破坏空洞模型取代宇宙加速膨胀的可能,支持了超新星的暗能量解释。相关论文被选为PRLeditor‘ssuggestion;被美国物理学会网站以概要(synopsis)的形式突出介绍;被physicsworld以新闻头条(headline news)形式报道。ApJ主编Ethan Vishniac在接受Physics world的采访时评价该证实哥白尼原理的方法几乎天衣无缝(“hard to see any loopholes“)。

  (2)广义相对论是现代宇宙学的基石,但是在宇宙学尺度上检验广义相对论存在诸多困难。我们提出了在宇宙学尺度上检验广义相对论的EG方法。该方法结合弱引力透镜和星系红移畸变,能够有效消除星系偏袒因子和宇宙初始扰动等不确定性因素的影响,在宇宙学尺度上检验泊松方程,测量等效牛顿常数,从而区分各种引力模型。Reyes等人分析了SDSS数据,实现了EG的首次测量,在20%的精度上证实了广义相对论,并排除了TeVES修改引力模型,展示了EG的能力。而计划中的第四代暗能量项目有望在百亿年的时间跨度和千万到十亿光年的空间跨度上测量EG,在1%的精度上检验广义相对论。EG方法已经成为广义相对论宇宙学检验的代表方法之一,也是第四代暗能量项目BigBOSS、LSST等的重要科学目标;另外,我们首次推导出了f(R)修改引力宇宙学下的线性结构增长,综合分析了各宇宙学探针包含的引力信息,相关论文被多篇综述引用。

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