“太极计划”探路者科学目标理论论证会 理论物理研究所 国科大 力学研究所 2017.12.21.

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1 “太极计划”探路者科学目标理论论证会 理论物理研究所 国科大 力学研究所

2 Spring School on Numerical Relativity and Gravitational Wave Physics
太极计划数据分析系列报告之一：极端质量比自旋双星动力学和引力波计算 太极计划数据分析系列报告之二：Theoretical issues related to data analysis of space-based gravitational wave detector 太极计划数据分析系列报告之三：Gravitational wave radiation of the Galactic double white dwarfs 太极计划数据分析系列报告之四：LIGO引力波数据分析 太极计划数据分析系列报告之五：高频引力波数据处理 空间引力波数据分析冬季学校：Winter School on Gravitational-wave Data Analysis

3 MBHB: 10-100 per year (10%, z<5); EMRI: 25 per year; GB: 25000
Credit: K. Danzmann 2013

4 Credit: K. Danzmann 2013

5 MBHB

6 • MBHB ( 𝟏𝟎 𝟒 to 𝟏𝟎 𝟖 𝑴 ☉ ) – 第一代恒星的演化和死亡 – 最早的黑洞什么时候形成的? – 黑洞如何形成和演化的? – 大质量黑洞在星系演化和结构形成中的作用? – 宇宙的膨胀历史 – 检验引力理论

7 EMRI

8 • EMRI (1 to 10 𝑴 ☉ into 𝟏𝟎 𝟒 to 5 x 𝟏𝟎 𝟔 𝑴 ☉ )
– 在致密星系核中星体动力学 – 在致密星系核中质量分布 – 检验对Kerr度规的偏离 – 检验修改引力理论（譬如， C-S ，S-T理论）

9 GB (WW, WN, WBH, NN, NBH, BHBH)

10 • GB in Milky Way – 银河系内致密双星的位置分布、轨道和质量 –银河系内致密双星的形成和并合 – 星体的演化和死亡

11 Stochastic GWs

12 • Stochastic GWs – 直接探测普朗克能标的物理 – 宇宙早期的相变物理 – 拓扑缺陷（譬如，宇宙弦）是否存在

13 Taiji Pathfinder Sensitivity (3 S/Cs and 2 S/Cs)
灵敏度曲线：比三星方案抬升1.7倍左右

14 2 科学目标概述 2.1科学目标1（超大质量黑洞 ） 2.2科学目标2（致密双星系统 ） 2.3科学目标3（极端质量比双星系统 ） 2.4科学目标4（宇宙引力波背景 ） 2.5科学目标5（其他未知信号 ?） 2.6科学目标6（探索宇宙膨胀率 ） 2.7科学目标7（暗物质的间接探测 ） 2.8科学目标8（近地天体及空间环境 ?）

15 次级科学目标1：引力红移 1976年NASA： Gravity Probe A 1万公里-氢钟 测量20分钟， 引力红移精度：7×10-5
红移量： SR的 速度红移 空-地频率比对中的牛顿项、 空地时间比对没有该项 GR的 引力红移 太极试验星 空地时间比对 1976年NASA： Gravity Probe A 1万公里-氢钟 测量20分钟， 引力红移精度：7×10-5 空间站-地面 时间比对 红移量 试验星-地面 时间比对 红移量

16 次级科学目标2：引力磁场效应 引力磁场效应 + SR 的 Sagnac 效应

17 谢谢！