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揭中國天琴計劃:四步探測引力波 與美目標不同

2016.02.15 08:49 引力波概念股

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連日來,全世界的輿論場被一個有關引力波的消息激起巨大漣漪。“我們登上了這個‘月球’?!泵绹凹す飧缮嬉Σㄌ煳呐_”(LIGO)執(zhí)行主任戴維·賴茨11日這樣形容這一發(fā)現(xiàn)。2015年9月14日,他們利用LIGO探測器探測到來自于兩個黑洞合并的引力波信號。13日在接受《環(huán)球時報》記者采訪時,中國科學院國家天文臺研究員茍利軍用了個比喻解釋引力波。他說,如果把時空比喻成大海,那么天體就像是海中的生物。生物晃一下尾巴,就會產生向外傳播的水波,天體如果產生對時空的擾動,也會產生一種波,這就是引力波。

美國《紐約時報》網(wǎng)站11日的文章稱,引力波產生于黑洞邊緣即“視界線”附近,也就是所謂的“宇宙出口”,任何事物在經(jīng)過這里之后便將永遠無法返回。

茍利軍說,這涉及到人們對引力的看法。最早,牛頓認為蘋果會從樹上掉下,是因為有質量的物體之間就會有引力。但后來愛因斯坦提出另外一種看法,我們看到的“吸引”其實是質量巨大的物體對空間造成了彎曲。正如我們把球放在一個斜坡上,它自然會往坡底運動。

引力波的發(fā)現(xiàn)被稱為愛因斯坦廣義相對論實驗驗證中最后一塊缺失的“拼圖”。這歸功于LIGO:位于華盛頓州漢福德和路易斯安那州利文斯頓的兩臺巨大儀器,正是它們探測到了13億年前兩個黑洞驚世碰撞所產生的“時空漣漪”。西班牙《阿貝賽報》2月11日引用了黑洞領域專家霍金的看法,這位現(xiàn)代科技巨匠表示,探測引力波的能力有可能對天文學產生革命性的影響。

在中國,中山大學珠海校區(qū)的鳳凰山下將建立一萬多平方米的超靜實驗室,山上建立一個天文觀測站。這是中國本土引力波探測工程“天琴計劃”的一部分。中山大學天文空間科學研究院院長李淼13日告訴《環(huán)球時報》記者,“天琴計劃”于2015年7月正式啟動,部分關鍵技術研究已經(jīng)有具體進展,目前正在立項當中。此前媒體所稱“‘天琴計劃’即將獲得國家立項”的說法不準確。他說,整個“天琴計劃”的投資很難估計,用時大概需要15-20年。據(jù)李淼介紹,“天琴計劃”的具體目標主要分四步:第一步,開展地球與月亮之間的測距,以期獲得關鍵性的月地測距技術。這項工作雖然美國已經(jīng)做過,但對于中國而言還是首次。第二步,發(fā)射一顆衛(wèi)星來驗證愛因斯坦廣義相對論的重要假說“等效原理”以及廣義相對論的其他細節(jié)。第三步,發(fā)射兩顆衛(wèi)星測量地球重力場的分布,這也與我國礦藏、水源等資源息息相關,并為第四步做技術準備。最后一步是發(fā)射三顆高軌衛(wèi)星進行引力波探測。

有人擔心,美國方面的發(fā)現(xiàn)是否意味中國在這一領域的研究“晚了一步”,從而導致研究意義大減?李淼說,此次美國發(fā)現(xiàn)引力波對“天琴計劃”并無太大影響。LIGO此次發(fā)現(xiàn)引力波是孤立事件,仍需其他引力波實驗支持。中美兩國探測的源完全不一樣,科研目標也有所區(qū)別。中方的測距與美方差別很大,中方的測距(兩顆衛(wèi)星之間的距離)是十幾萬公里,遠大于美國。茍利軍也持同樣看法。他說,引力波的研究是一項長期的任務,舉個簡單的例子,假如美國制造了一架天文望遠鏡,發(fā)現(xiàn)了一顆天體,那我們是不是只靠美國的望遠鏡來觀測宇宙就可以了?顯然不是,一項研究需要各個國家的共同努力來進行。

“美國、歐洲以及日本等主要經(jīng)濟體都有計劃研究引力波,中方日后一定會在此領域加大研究力度?!崩铐嫡f。美國《大西洋月刊》網(wǎng)站11日稱,發(fā)現(xiàn)引力波的更為重要的意義,在于它標志著宇宙研究新時代的開始:引力波天文學的到來。宇宙已經(jīng)因此變成了一個有趣得多的地方。文章同時指出,這僅僅是個開端。歐洲規(guī)模相仿的引力波觀測臺(它正在進行與LIGO類似的升級)以及日本的“神樂”探測計劃將提供另外兩個觀測項目,從而組成一個全球引力波網(wǎng)絡。

李淼承認,中方目前在引力波研究方面與美國等國家還有一定差距?!暗谝皇茄芯科鸩捷^晚(美國已經(jīng)研究20多年),第二是人才儲備不足。針對這種情況,中山大學會與一些著名研究機構加大人才交流與技術合作,促進中國在引力波研究方面的發(fā)展,在人才儲備上加大力度,盡量縮小與發(fā)達國家在引力波研究方面的差距?!彼A測,引力波實驗日后會助力形成引力波天文學,研究引力波的天文機構將越來越多。中方日后一定會在此領域加大研究力度。

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