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【封面新闻】中国“阿里计划”时间表:世界海拔最高引力波观测站2020年开始观测
文章来源:封面新闻记者 梁波  2017-10-24
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阿里计划首席科学家、中国科学院高能物理研究所张新民研究员

  10月16日,人类历史上第一次适用引力波天文台和电磁波望远镜观测到来自双中子星合并的引力波,“引力波”再成为最热天文学话题之一。

  这次“又见引力波”事件中,中国不仅没有缺席,而且早有了大计划。据中国科学院高能物理研究所消息,今年年初,我国在海拔5250米的西藏阿里,启动建设全球海拔最高的原初引力波观测站。项目被科学界称为“阿里计划”。

  10月21日,封面新闻(thecover.cn)记者对话阿里计划首席科学家、中国科学院高能物理研究所张新民研究员。张新民透露,“阿里计划”已有具体“路线图”和“时间表”:今年年底,观测站主体工程完成;望远镜将在2019年建成;2020年开始观测。

 

  又见引力波

  人类首次看到电磁信号

  封面新闻:这次又见引力波,看到了什么?

  张新民:这次LIGO和VIRGO探测到的引力波是与以往不同。前4次,LIGO探测到的是二个黑洞的碰撞并合发出的引力波,当时没有看到电磁信号。这次看到的是中子星并合事件,发出的引力波信号被LIGO,VIRGO探测到,同时其电磁信号被许多天文望远镜探测到。所以,如果说之前LIGO的发现使人类第一次听到了宇宙的声音,那么这次是人类第一次连“听”带“看”地感受到了一个引力波事件,这在引力波乃至整个天体物理研究领域是十分重要的。

 

  探测引力波

  最早源于爱因斯坦

  

“阿里计划”首席科学家、中国科学院高能物理研究所张新民研究员

  封面新闻:人类探测到引力波信号,最早可以追溯到什么时候?

  张新民:爱因斯坦早在1916年就提出了引力波这一物理概念,然而,由于引力相互作用极端微弱,实验探测也就非常困难。人们经过多年的尝试,在1974年,美国天文学家约瑟夫·泰勒(Joseph Taylor)和拉塞尔·赫尔斯(Russell Hulse)首次发现了引力波存在的间接证据。他们观测脉冲双星时发现,该双星系统公转周期逐步递减,与能量的损耗相关,这种能量损耗被认为是转化成了引力波辐射。两名科学家也因这一发现于1993年被授予诺贝尔奖。在引力波理论提出的一个世纪后,2015年,LIGO探测到了黑洞并合的引力波,这是人类首次探测到引力波信号。

 

  为何感兴趣

  让人类听到宇宙深处的低语

  封面新闻:人类为何要探测引力波?天文学家为何对引力波如此感兴趣?

  张新民:引力波的探测,对物理学和天文学而言意义重大,首先,可以说完成了一项世纪任务,检验了爱因斯坦100年前的预言。更重要的是,它开启了一个新的时代,使天体物理和宇宙学家们能够利用一种全新的手段去探索天体、乃至宇宙创生和演化的奥妙。如果说,电磁波让人类“看”的更远,那么引力波将使人类听到来自宇宙深处的低语,如果不久的将来能够探测到来自宇宙早期的原初引力波的话,我们将“听”到宇宙的初啼。

  封面新闻:引力波对于人类未来生活会带来什么影响?

  张新民:引力波可以改变人类对宇宙的认知,使我们更好地探索宇宙。引力波本身在可预见的近期对人类的生活可能没什么影响,但是由于引力波信号非常弱,探测引力波需要非常灵敏的仪器以及控制极低的噪声,这些技术(激光、减震、真空、数据处理等)都可以被用于人类的生活。在更远的将来,引力波为人类所用也是极有可能的。

 

  中国不缺席

  具体探测包括三方面

  阿里原初引力波观测站全景。

  封面新闻:目前我国对引力波探测研究有着怎样的现状?

  张新民:2016年2月LIGO合作组宣布探测到引力波之后,中科院、(国家自然科学)基金委启动了相应的项目。科技部成立了引力波研究专家委员会,统一规划我国的引力波探测实验。 目前,中国的引力波探测包括三方面:阿里计划、贵州的FAST和空间探测。阿里计划由中科院高能所牵头,国内多家单位参与。FAST是通过脉冲星计时探测引力波。空间方面现在有两个方案,一个是科学院力学所和国科大领导的“太极计划”,另一个是中山大学主导的“天琴计划”。

  封面新闻:今年两会期间,你在接受媒体采访时表示,“阿里计划”是世界上第一个地处北半球的原初引力波观测站。该观测站位于哪里?何时能建成?目前进展情况如何?

  张新民:阿里实验将在我国西藏阿里地区狮泉河镇附近的喜马拉雅山脊上,海拔5250米,原初引力波观测站建成后将是世界上最高的原初引力波观测站,今年年底将完成实验室建设的主体结构,望远镜将在2019年建成,2020年开始观测。

  封面新闻:阿里计划缘何选择西藏阿里?

  张新民:原初引力波的地面探测实验对大气环境要求苛刻,需要到海拔高、水汽含量少的地方开展实验。目前,全球共有4个最佳的观测点,我国阿里地区是北半球最佳观测站点。

  现有的重要的CMB实验站都集中分布在南半球的智利阿塔卡马沙漠和南极极点观测站。我国西藏阿里的观测站建成后将是国际上海拔最高的原初引力波观测站。

(原文链接:https://m.thecover.cn/news_details.html?id=448586&from=timeline&isappinstalled=0)


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