聆聽宇宙的遙遠迴響 中國加入重力波探測行列

2016-06-21 08:00

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中科院院士武向平說:「重力波的空間漣漪可以造成其中的電磁波傳播時間變化,長期監測作為精準時鐘的脈衝星脈衝到達時間,也可以讓我們探測到重力波效應,並且波源對應體將是超大品質的黑洞旋轉和併合。」

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他說,在人類第一次發現重力波後,世界上迅速推出了諸多後續探測計畫,以期在其他波段看到更低頻率和更劇烈波源的重力波事件,最值得期待和看好的是宇宙暴脹原初重力波探測和脈衝星計時超大品質黑洞併合的重力波探測。

他預計,國際脈衝星測時聯盟未來幾年將會有重大突破。「中國隨著FAST的建成並加入國際重力波探測行列,將會把脈衝星計時重力波探測的靈敏度提高2至3倍。另外,即將建設的平方公里射電望遠鏡SKA,中國是首創國之一,將把脈衝星計時探測重力波確立為首要科學目標之一。」

「目前我們亟待啟動脈衝星重力波探測設備和隊伍,掌握人類認識宇宙的又一新技術。」武向平說。

阿里將建兩台望遠鏡,捕捉宇宙「初啼」

中國科學家計畫在5年內,於海拔5000多米的西藏阿里建設兩台望遠鏡,捕捉原初重力波帶來的宇宙誕生的「初啼」。

阿里計畫的提出者、中科院高能物理所研究員張新民對新華社記者說,阿里專案已得到中科院、國家自然科學基金委的支持,科技部重力波專項預計也會很快啟動。

「原初重力波在國際上還沒有被探測出來,對中國是機遇,我們不抓緊就會失去。所以我們正在積極推進相關工作,包括基礎設施建設,望遠鏡研製,資料類比科學團隊和研究隊伍的組建,中美合作等各個方面。」張新民說。

「我們爭取在3年內先在5300米的台址建設一台小型望遠鏡,實現在北天區的首次探測。然後在5年內在更高的台址上建設精度更高的第二台望遠鏡,並與國際團隊在南極的觀測開展合作,實現全天覆蓋。」張新民說。

宇宙暴脹理論認為,在大爆炸發生後的極短一瞬間,宇宙經歷了一場快速膨脹,時空產生了劇烈擾動。這「暴脹」過程中產生的「原初重力波」就會在宇宙微波背景輻射(CMB)中留下可探測的印跡。尋找原初重力波,就是要在這一微波背景輻射找到重力波的獨特印記。

張新民說,原初重力波太微弱,所以要選干擾盡可能少的區域。大氣越稀薄、水汽含量越少,才越有希望看清原初重力波留下的痕跡。目前,根據大氣透射率,科學家在全球共選出了4個最佳觀測點,南半球是南極和智利阿塔卡馬沙漠,北半球在格陵蘭島和西藏阿里。阿里有望成為北半球天區第一個地面觀測點,與南半球實現聯合觀測。

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