——華中科技大學(xué)引力中心專家訪談

近日央視首次揭秘了我國(guó)引力波探測(cè)計(jì)劃，這一神秘研究再度走入國(guó)人視線。

談到引力波，很多人的問(wèn)題從“引力波是什么”，變成了“諾獎(jiǎng)已被國(guó)外摘得，我們?yōu)槭裁催�要探測(cè)引力波?”

“發(fā)現(xiàn)引力波只是開(kāi)始，引力波研究還有一大波‘諾獎(jiǎng)’在等著被摘取。”科技日?qǐng)?bào)記者近日在我國(guó)目前唯一的引力實(shí)驗(yàn)研究基地——華中科技大學(xué)引力中心，見(jiàn)到了我國(guó)著名“引力院士”羅俊。

今年是“引力中心”值得紀(jì)念的一年，它已走過(guò)35年歷程，被國(guó)際同行贊為“世界引力中心”。與“引力中心”共同走過(guò)的羅俊說(shuō)，在這一國(guó)際大科學(xué)領(lǐng)域，幸好中國(guó)沒(méi)有缺位。

推開(kāi)不同的窗，看到不同的風(fēng)景

華中科技大學(xué)引力中心主任涂良成介紹說(shuō)：“LIGO探測(cè)高頻段引力波，我們探測(cè)低頻段引力波，LIGO探測(cè)的是短時(shí)間的引力波，我們探測(cè)的是連續(xù)的引力波，可以持續(xù)驗(yàn)證。我們是對(duì)一個(gè)天文已經(jīng)觀測(cè)到的雙星系統(tǒng)進(jìn)行觀測(cè)，把我們的實(shí)驗(yàn)設(shè)備調(diào)到相應(yīng)的狀態(tài)，對(duì)準(zhǔn)它來(lái)檢測(cè)引力波信號(hào)，而非短時(shí)間的。”

低頻與高頻的區(qū)別就是大家看到宇宙不同的物理現(xiàn)象和物理進(jìn)程。不同的頻段是不同的窗口，不同的頻段沒(méi)有先進(jìn)落后之分，就如同你推開(kāi)不同的窗看到不同的風(fēng)景，不同頻段的引力波探測(cè)將看到不同的天文事件。

低頻引力波反映出來(lái)的東西更多元更豐富。高頻引力波則大多是宇宙中更極端的事件，需要大質(zhì)量的天體非常劇烈運(yùn)動(dòng)才能產(chǎn)生，通常只有中子星或黑洞等天體相撞。然而，宇宙中更多的天文事件不是這種極端事件，往往是兩個(gè)星相隔較遠(yuǎn)繞行，持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)。

“這個(gè)頻段有很多宇宙演化過(guò)程，有豐富的物理、天文學(xué)現(xiàn)象。”羅俊坦言，當(dāng)初選擇這一頻段，也是經(jīng)過(guò)了細(xì)致的考慮。

引力波研究比肩美國(guó)“阿波羅探月計(jì)劃”

2013年，羅俊和團(tuán)隊(duì)探討并提出“天琴計(jì)劃”時(shí)，全球科學(xué)家仍未探測(cè)到引力波;而LIGO團(tuán)隊(duì)確定了引力波的存在，“天琴計(jì)劃”意義就更加重大。

“這個(gè)領(lǐng)域有一大波‘諾獎(jiǎng)’，但我們不是為拿獎(jiǎng)才去研究它。”羅俊說(shuō)，這項(xiàng)基礎(chǔ)研究會(huì)帶來(lái)一系列關(guān)鍵技術(shù)突破，如精確測(cè)量地球重力，使我們更加深刻地了解地球水資源、礦產(chǎn)資源的分布與變化。

羅俊說(shuō)，引力波研究可比肩美國(guó)“阿波羅探月計(jì)劃”，是太空、外太空研究的制高點(diǎn)，中國(guó)必須有一席之地。

“天琴計(jì)劃”是由三顆全同衛(wèi)星組成一個(gè)等邊三角形陣列，天琴的衛(wèi)星將在以地球?yàn)橹行摹⒏叨燃s10萬(wàn)公里的軌道上運(yùn)行。“天琴計(jì)劃”一直在邊建設(shè)邊積累，已經(jīng)做了20多年的技術(shù)儲(chǔ)備。正因有幾十年的積淀，在談到歐洲類似的空間引力波探測(cè)項(xiàng)目LISA將于2034年升空時(shí)，羅俊說(shuō)：“我們很有可能會(huì)走在他們前面。”

雖然有信心，但羅俊仍希望國(guó)內(nèi)相關(guān)研究推進(jìn)力度能再大些。“天琴計(jì)劃”龐大，要15至20年研究時(shí)間，國(guó)內(nèi)已有十多個(gè)大學(xué)和研究院所參與。羅俊說(shuō)，應(yīng)該把它上升為一個(gè)國(guó)家計(jì)劃的科研行為，應(yīng)該得到國(guó)家層面的支持。今年3月底，天琴空間引力波探測(cè)科學(xué)目標(biāo)研討會(huì)在珠海召開(kāi)，項(xiàng)目組不同課題的負(fù)責(zé)人介紹了最新研究進(jìn)展。相比此前的引力波探測(cè)研究遇到的種種困難，羅俊認(rèn)為，“天琴計(jì)劃”還需要很多方面的技術(shù)和人才，包括物理、材料、光學(xué)、航空航天、自動(dòng)控制、機(jī)械、精密測(cè)量等等。

國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)研究的重視程度與投入前所未有，而且做“天琴計(jì)劃”是一群科學(xué)家的興趣，如果能列入國(guó)家大科學(xué)工程，就可以把科學(xué)家的興趣和國(guó)家的需要很好地結(jié)合起來(lái)。羅俊說(shuō)，德國(guó)、意大利、法國(guó)的頂尖教授也希望能參與其中。“天琴計(jì)劃”將成為中方主導(dǎo)的國(guó)際合作項(xiàng)目，集聚全世界最優(yōu)秀的科學(xué)家朝著同一個(gè)目標(biāo)努力。

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