中国天眼“看”到纳赫兹引力波 今日视点

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光明日报北京9-21电（记者齐芳）引力波是探测宇宙中不发【fā】光物质的直接手段，其中【zhōng】纳【nà】赫兹【zī】引力【lì】波携带着深【shēn】远宇宙的奥秘，超【chāo】大质量黑【hēi】洞【dòng】的绕【rào】转、星系合并的历史、宇宙大尺【chǐ】度【dù】结构起源的【de】信息……然而，自纳赫兹引力波理论提出以【yǐ】来，却从未被【bèi】找到。由中国科学院国家天文台等【děng】单位【wèi】科研人员组【zǔ】成的中【zhōng】国脉【mò】冲星测时【shí】阵（CPTA）研究团队今【jīn】天【tiān】宣布，利【lì】用【yòng】中国天【tiān】眼FAST——500米口径球面射【shè】电望远镜，独立找到了纳赫兹引力波【bō】存在的关键证据。这一成【chéng】果打【dǎ】开了人【rén】类探【tàn】索宇宙的【de】新窗口，相关论文9-21在我【wǒ】国天文学术期刊【kān】《天文与天体物理研【yán】究【jiū】（RAA）》在线发表。

9-21拍摄的“中国天眼”全景。新华社发

中国科学院国家天文台研究员、北京大学教授【shòu】李柯伽【gā】是CPTA的【de】首席科学家，在这个【gè】方向【xiàng】已经钻研了20年。他解释，引【yǐn】力【lì】波是宇宙中加速运动的有【yǒu】质【zhì】量物【wù】体扰动周【zhōu】围时空而产生的时空涟漪【yī】。“纳【nà】赫兹引【yǐn】力波引起的涟漪实在太【tài】微弱【ruò】，很难被探测到。科学家们推测，观测毫秒脉冲【chōng】星是已知【zhī】的唯一【yī】可能【néng】直接找到【dào】纳赫兹引力波的方法——毫秒【miǎo】脉冲星【xīng】运转极其规【guī】律，我【wǒ】们可以通过射电望远镜观测到。而纳【nà】赫【hè】兹引力波引起的【de】微弱的时空涟漪会影响观测结果，让我【wǒ】们探【tàn】测到毫【háo】秒【miǎo】脉冲星运【yùn】转‘不规律’了。再【zài】比较多颗【kē】星的【de】信息我们就能找到纳赫【hè】兹引力波了。”

中国天眼FAST是具有极高灵敏度【dù】的射电【diàn】望远镜，监测脉【mò】冲【chōng】星数目【mù】多、测量精度【dù】更高，能够长期系统监测一大批毫秒脉冲星。李【lǐ】柯伽【gā】说【shuō】，基于【yú】这【zhè】一独特优势，CPTA锚【máo】定【dìng】57颗毫秒【miǎo】脉冲星进行了三年多【duō】的观测，“它【tā】们在宇宙中【zhōng】‘铺开’一张【zhāng】银河系【xì】大小的‘蛛网’，‘猎物’入网产生的微小涟漪就能被捕捉【zhuō】到。”

中国科【kē】学院国家天文台助理【lǐ】研究员胥恒主要负【fù】责数据处理，他【tā】说：“我们自主【zhǔ】开发独立数据分析软【ruǎn】件，以数据【jù】精度、脉【mò】冲星【xīng】数量【liàng】和数据【jù】处【chù】理算法上【shàng】的优势弥补【bǔ】了时间跨【kuà】度上的差距，使我国【guó】纳赫兹引【yǐn】力波探测灵敏度很快达到【dào】了与美、欧、澳相【xiàng】当的水平，从而同时实现此次重大科学突【tū】破。”

“不过，受限于当【dāng】前观测数【shù】据较短的时间跨度，我们暂时无法确定纳赫【hè】兹【zī】波段引力【lì】波的主要物理来源，但这将随着【zhe】后续观测数【shù】据时间跨度【dù】的【de】增加而解决。”李【lǐ】柯伽【gā】说【shuō】，“后续【xù】我【wǒ】们将加速【sù】组织纳赫兹引力波探测科研攻关，积累更长期的观测数【shù】据，逐【zhú】步发表更高【gāo】精度的【de】探测结【jié】果，彻底打开人类利用【yòng】纳赫【hè】兹引力波探测【cè】宇宙的新窗【chuāng】口。”

北【běi】美、澳【ào】大利亚等地的脉【mò】冲星测【cè】时阵列合作【zuò】组，今天也各自发布了【le】类似的成【chéng】果。这无疑将【jiāng】让纳赫【hè】兹引力波领域国际竞争更加激【jī】烈【liè】。中国科学院国家天文台台长、中国【guó】科学院院【yuàn】士常进说：“国家【jiā】天【tiān】文台将积【jī】极推【tuī】进FAST扩展【zhǎn】和【hé】升级，基于【yú】脉冲星测时阵列方法，实现纳【nà】赫兹引力波事件的常【cháng】规观【guān】测，从而建【jiàn】成【chéng】纳赫兹引力波天文台，并开启更高【gāo】灵敏度【dù】和更高【gāo】分辨率的低频射电观测研究新纪元，将我国加快建【jiàn】设成为引力波天【tiān】文和射电天文的强【qiáng】国【guó】。”

《光明日报》（9-21 08版）