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引力波探测,中国没有缺位

科技新闻来源:科技日报 2018年04月17日 12:00 A-A+ 二维码
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  本报记者 刘志伟

  近日央视首次揭秘了我国引力波探测计划,这一神秘研究再度走入国人视线。

  谈到引力波,很多人的问题从“引力波是什么”,变成了“诺奖已被国外摘得,我们为什么还要探测引力波?”

  “发现引力波只是开始,引力波研究还有一大波‘诺奖’在等着被摘取。”科技日报记者近日在我国目前唯一的引力实验研究基地——华中科技大学引力中心,见到了我国著名“引力院士”罗俊。

  今年是“引力中心”值得纪念的一年,它已走过35年历程,被国际同行赞为“世界引力中心”。与“引力中心”共同走过的罗俊说,在这一国际大科学领域,幸好中国没有缺位。

  推开不同的窗,看到不同的风景

  华中科技大学引力中心主任涂良成介绍说:“LIGO探测高频段引力波,我们探测低频段引力波,LIGO探测的是短时间的引力波,我们探测的是连续的引力波,可以持续验证。我们是对一个天文已经观测到的双星系统进行观测,把我们的实验设备调到相应的状态,对准它来检测引力波信号,而非短时间的。”

  低频与高频的区别就是大家看到宇宙不同的物理现象和物理进程。不同的频段是不同的窗口,不同的频段没有先进落后之分,就如同你推开不同的窗看到不同的风景,不同频段的引力波探测将看到不同的天文事件。

  低频引力波反映出来的东西更多元更丰富。高频引力波则大多是宇宙中更极端的事件,需要大质量的天体非常剧烈运动才能产生,通常只有中子星或黑洞等天体相撞。然而,宇宙中更多的天文事件不是这种极端事件,往往是两个星相隔较远绕行,持续长时间运动。

  “这个频段有很多宇宙演化过程,有丰富的物理、天文学现象。”罗俊坦言,当初选择这一频段,也是经过了细致的考虑。

  引力波研究比肩美国“阿波罗探月计划”

  2013年,罗俊和团队探讨并提出“天琴计划”时,全球科学家仍未探测到引力波;而LIGO团队确定了引力波的存在,“天琴计划”意义就更加重大。

  “这个领域有一大波‘诺奖’,但我们不是为拿奖才去研究它。”罗俊说,这项基础研究会带来一系列关键技术突破,如精确测量地球重力,使我们更加深刻地了解地球水资源、矿产资源的分布与变化。

  罗俊说,引力波研究可比肩美国“阿波罗探月计划”,是太空、外太空研究的制高点,中国必须有一席之地。

  “天琴计划”是由三颗全同卫星组成一个等边三角形阵列,天琴的卫星将在以地球为中心、高度约10万公里的轨道上运行。“天琴计划”一直在边建设边积累,已经做了20多年的技术储备。正因有几十年的积淀,在谈到欧洲类似的空间引力波探测项目LISA将于2034年升空时,罗俊说:“我们很有可能会走在他们前面。”

  虽然有信心,但罗俊仍希望国内相关研究推进力度能再大些。“天琴计划”庞大,要15至20年研究时间,国内已有十多个大学和研究院所参与。罗俊说,应该把它上升为一个国家计划的科研行为,应该得到国家层面的支持。今年3月底,天琴空间引力波探测科学目标研讨会在珠海召开,项目组不同课题的负责人介绍了最新研究进展。相比此前的引力波探测研究遇到的种种困难,罗俊认为,“天琴计划”还需要很多方面的技术和人才,包括物理、材料、光学、航空航天、自动控制、机械、精密测量等等。

  国家对基础研究的重视程度与投入前所未有,而且做“天琴计划”是一群科学家的兴趣,如果能列入国家大科学工程,就可以把科学家的兴趣和国家的需要很好地结合起来。罗俊说,德国、意大利、法国的顶尖教授也希望能参与其中。“天琴计划”将成为中方主导的国际合作项目,集聚全世界最优秀的科学家朝着同一个目标努力。

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