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中國正在建的全球海拔最高的引力波觀測站長什么樣?張新民講給你聽

2017-10-23 21:48:25 來源:封面新聞

10月16日,全球多個天文機(jī)構(gòu)聯(lián)手宣布?xì)v史上第一次“看”到引力波,“引力波”再成為最熱天文學(xué)話題之一。

這次“又見引力波”事件中,中國不僅沒有缺席,而且早有了大計劃。據(jù)中國科學(xué)院高能物理研究所消息,今年年初,我國在海拔5250米的西藏阿里,啟動建設(shè)全球海拔最高的原初引力波觀測站。項目被科學(xué)界稱為“阿里計劃”。

10月21日,封面新聞(thecover.cn)記者對話阿里計劃首席科學(xué)家、中國科學(xué)院高能物理研究所張新民研究員。

張新民透露,“阿里計劃”已有具體“路線圖”和“時間表”:今年年底,觀測站主體工程完成;望遠(yuǎn)鏡將在2019年建成;2020年開始觀測。

阿里計劃首席科學(xué)家、中國科學(xué)院高能物理研究所張新民研究員

Q=封面新聞

Z=阿里計劃首席科學(xué)家、中國科學(xué)院高能物理研究所研究員張新民

Q:這次又見引力波,看到了什么?

Z:

這次LIGO和VIRGO探測到的引力波是與以往不同。前4次,LIGO探測到的是二個黑洞的碰撞并合發(fā)出的引力波,當(dāng)時沒有看到電磁信號。這次看到的是中子星并合事件,發(fā)出的引力波信號被LIGO,VIRGO探測到,同時其電磁信號被許多天文望遠(yuǎn)鏡探測到。所以,如果說之前LIGO的發(fā)現(xiàn)使人類第一次聽到了宇宙的聲音,那么這次是人類第一次連“聽”帶“看”地感受到了一個引力波事件,這在引力波乃至整個天體物理研究領(lǐng)域是十分重要的。

張新民

Q:人類探測到引力波信號,最早可以追溯到什么時候?

Z:

愛因斯坦早在1916年就提出了引力波這一物理概念,然而,由于引力相互作用極端微弱,實驗探測也就非常困難。人們經(jīng)過多年的嘗試,在1974年,美國天文學(xué)家約瑟夫·泰勒(Joseph Taylor)和拉塞爾·赫爾斯(Russell Hulse)首次發(fā)現(xiàn)了引力波存在的間接證據(jù)。他們觀測脈沖雙星時發(fā)現(xiàn),該雙星系統(tǒng)公轉(zhuǎn)周期逐步遞減,與能量的損耗相關(guān),這種能量損耗被認(rèn)為是轉(zhuǎn)化成了引力波輻射。兩名科學(xué)家也因這一發(fā)現(xiàn)于1993年被授予諾貝爾獎。在引力波理論提出的一個世紀(jì)后,2015年,LIGO探測到了黑洞并合的引力波,這是人類首次探測到引力波信號。

Q:人類為何要探測引力波?天文學(xué)家為何對引力波如此感興趣?

Z:

引力波的探測,對物理學(xué)和天文學(xué)而言意義重大,首先,可以說完成了一項世紀(jì)任務(wù),檢驗了愛因斯坦100年前的預(yù)言。更重要的是,它開啟了一個新的時代,使天體物理和宇宙學(xué)家們能夠利用一種全新的手段去探索天體、乃至宇宙創(chuàng)生和演化的奧妙。如果說,電磁波讓人類“看”的更遠(yuǎn),那么引力波將使人類聽到來自宇宙深處的低語,如果不久的將來能夠探測到來自宇宙早期的原初引力波的話,我們將“聽”到宇宙的初啼。

Q:引力波對于人類未來生活會帶來什么影響?

Z:

引力波可以改變?nèi)祟悓τ钪娴恼J(rèn)知,使我們更好地探索宇宙。引力波本身在可預(yù)見的近期對人類的生活可能沒什么影響,但是由于引力波信號非常弱,探測引力波需要非常靈敏的儀器以及控制極低的噪聲,這些技術(shù)(激光、減震、真空、數(shù)據(jù)處理等)都可以被用于人類的生活。在更遠(yuǎn)的將來,引力波為人類所用也是極有可能的。

阿里原初引力波觀測站全景

Q:目前我國對引力波探測研究有著怎樣的現(xiàn)狀?

Z:

2016年2月LIGO合作組宣布探測到引力波之后,中科院、國家自然科學(xué)基金委啟動了相應(yīng)的項目??萍疾砍闪⒘艘Σㄑ芯繉<椅瘑T會,統(tǒng)一規(guī)劃我國的引力波探測實驗。 目前,中國的引力波探測包括三方面:阿里計劃、貴州的FAST和空間探測。 阿里計劃由中科院高能所牽頭,國內(nèi)多家單位參與。FAST是通過脈沖星計時探測引力波??臻g方面現(xiàn)在有兩個方案,一個是科學(xué)院力學(xué)所和國科大領(lǐng)導(dǎo)的“太極計劃”,另一個是中山大學(xué)主導(dǎo)的“天琴計劃”。

Q:今年兩會期間,你在接受媒體采訪時表示,“阿里計劃”是世界上第一個地處北半球的原初引力波觀測站。該觀測站位于哪里?何時能建成?目前進(jìn)展情況如何?

Z:

阿里實驗將在我國西藏阿里地區(qū)獅泉河鎮(zhèn)附近的喜馬拉雅山脊上,海拔5250米,原初引力波觀測站建成后將是世界上最高的原初引力波觀測站,今年年底將完成實驗室建設(shè)的主體結(jié)構(gòu),望遠(yuǎn)鏡將在2019年建成,2020年開始觀測。

Q:阿里計劃緣何選擇西藏阿里?

Z:

原初引力波的地面探測實驗對大氣環(huán)境要求苛刻,需要到海拔高、水汽含量少的地方開展實驗。目前,全球共有4個最佳的觀測點,我國阿里地區(qū)是北半球最佳觀測站點。

現(xiàn)有的重要的CMB實驗站都集中分布在南半球的智利阿塔卡馬沙漠和南極極點觀測站。我國西藏阿里的觀測站建成后

原標(biāo)題:中國在建全球海拔最高的引力波觀測站長什么樣?
 

關(guān)鍵詞: 引力波 張新民 海拔

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