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专访阿里原初引力波项目首席科学家 王宝强

发布日期:2017-10-15  来源:未知  浏览次数:
导读:专访阿里原初引力波项目首席科学家 王宝强 500米口径球面射电望远镜(FAST)近日宣布首次发现脉冲星,使中国跻身脉冲星俱乐部。而通过看这种中子星的旋转,中国天眼还有望听到另一种宇宙的律动:引力波。 由美国加州理工学院主导的LIGO团队于2016年初宣布成功
专访阿里原初引力波项目首席科学家 王宝强


 
       500米口径球面射电望远镜(FAST)近日宣布首次发现脉冲星,使中国跻身脉冲星俱乐部。而通过“看”这种中子星的旋转,“中国天眼”还有望“听”到另一种宇宙的律动:引力波。
 
       由美国加州理工学院主导的LIGO团队于2016年初宣布成功探测到引力波,造就了今年毫无悬念的诺奖归属,也掀开了国际上加紧引力波研究布局的热潮。除了贵州山区大窝凼中的“大锅”FAST,中国正在海拔5250米的世界屋脊上建设“阿里一号”望远镜。并计划将卫星送上太空,三路并进,捕捉引力波。
 
       中国科学院高能物理所研究员张新民10月12日接受澎湃新闻专访(www.thepaper.cn)时介绍道,引力波就像电磁波一样,具有不同的频段,对应的探测方式也不同:“这三种方法中,空间探测和FAST通过脉冲星来探测的都是天体产生的引力波。”由张新民担任首席科学家的阿里计划,针对的则是宇宙学起源的原初引力波。
 
       作为宇宙暴胀理论的预言,原初引力波对于人类了解宇宙的诞生和演化意义非凡。“到目前为止,这个东西还都没看到,而且它的科学意义非常重大。”张新民说道。
 
       世界屋脊上的阿里天文台外景。微信公号 中科院高能所 图
 
       “看”不同的光,捕捉不同的引力波
 
       “2016年2月LIGO宣布探测到引力波以后,国家做了一个整体部署,科技部、中科院、(国家自然科学)基金委启动了相应的项目。还有一件非常重要的事:科技部成立了引力波研究专家委员会。”张新民说道。
 
       目前,中国的引力波探测力量兵分三路: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,合作单位包括国家天文台、天光所、紫金山天文台、上海微系统所、理论所、西藏大学、中科大、北师大、北京大学、清华大学、华中师大、美国斯坦福大学等。台湾大学正在申请经费参加阿里计划。
 
       FAST是通过脉冲星计时阵列的方式探测引力波,未来还将加入国际联合的脉冲星引力波探测计划。
 
       空间方面现有两个方案,一个是由中科院力学所和国科大领导的“太极计划”,另一个则是由中山大学主导的“天琴计划”。
 
       为何需要兵分三路?张新民解释道,就是要“听”到不同频段的引力波,方式也就不同。
 
       引力波是爱因斯坦广义相对论的重要预言。引力波到来时,造成时空弯曲, 影响了传播中的光子。
 
       张新民说道,LIGO“看”的是激光,FAST “看”的是脉冲星发出的光,而阿里计划“看”的是一种叫宇宙微波背景辐射的“光”。
 
       一张137亿年前的宇宙照片
 
       宇宙微波背景辐射(CMB)是一群古老的光子。宇宙在极早期曾经充斥着各种基本粒子而处于混沌的等离子体状态,直到大爆炸大约38万年后,质子和电子结合成稳定的中性氢原子,宇宙才变得通透起来并可以让当时的光子自由穿行。这群光子,在穿行约137亿年后到达地球,就像是一张137亿年前的宇宙照片。
 
       而宇宙暴胀理论认为,在大爆炸发生后的极短一瞬间,宇宙经历了一场快速膨胀,时空产生了剧烈扰动。这“暴胀”过程中产生的原初引力波就会在宇宙微波背景辐射中留下可探测的印迹,即B模式偏振。探测B模式偏振就是阿里计划追寻的目标。


    
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