中国天眼“看”到纳赫兹引力波 今日视点

【资料图】

【科技前沿】

光明日报北京9-21电（记者齐芳）引力波是探测宇宙中不发光物质的【de】直接手段，其中纳【nà】赫兹【zī】引力波【bō】携带着深远【yuǎn】宇宙的【de】奥【ào】秘，超【chāo】大【dà】质量黑洞【dòng】的绕转、星系合【hé】并的历【lì】史、宇宙大尺度结【jié】构起源的信息……然而【ér】，自纳赫兹引【yǐn】力波理论提出以来，却【què】从未被【bèi】找到。由中国科【kē】学院国【guó】家天文台等单位【wèi】科【kē】研人员组成的中【zhōng】国【guó】脉冲星【xīng】测时【shí】阵（CPTA）研究团【tuán】队今天宣布，利用中国天眼FAST——500米【mǐ】口径球面射电望【wàng】远镜，独立找到了纳赫兹引力波存在的关键证据。这【zhè】一成果打开了人类探【tàn】索宇宙的新【xīn】窗口，相【xiàng】关论【lùn】文9-21在【zài】我国天文学术期刊《天文与天体物【wù】理研究（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【wén】台研究员、北京大学教授李柯伽是【shì】CPTA的首席科学家，在这个方【fāng】向【xiàng】已经【jīng】钻研了20年。他解【jiě】释，引力波是宇宙中加速运动的有质量【liàng】物体扰动周围时空【kōng】而产生的时空涟漪。“纳赫兹引力波【bō】引起【qǐ】的涟漪【yī】实【shí】在太微弱【ruò】，很难被探测到。科【kē】学家们【men】推测【cè】，观测毫秒脉冲星【xīng】是已知的【de】唯一可能直接【jiē】找到纳赫兹引力波的【de】方法——毫秒脉冲星运转极其规律，我们可以【yǐ】通过射电望远镜观测到。而纳赫【hè】兹引力【lì】波引起的微【wēi】弱【ruò】的【de】时空涟【lián】漪会影响观【guān】测结果【guǒ】，让我【wǒ】们【men】探测【cè】到【dào】毫秒脉冲星运转【zhuǎn】‘不规律’了。再比较【jiào】多颗【kē】星【xīng】的信息【xī】我们就能【néng】找到【dào】纳赫兹引力波了【le】。”

中【zhōng】国【guó】天眼【yǎn】FAST是【shì】具有极高【gāo】灵敏度的射电望远镜，监测脉冲星数目多、测【cè】量精【jīng】度更高，能够长【zhǎng】期系统监测一【yī】大【dà】批【pī】毫秒脉冲星【xīng】。李柯伽说【shuō】，基于这【zhè】一独特优势，CPTA锚定57颗毫秒脉冲【chōng】星进行【háng】了三年【nián】多的观测，“它【tā】们在宇宙中‘铺开’一张银河系大小的‘蛛网’，‘猎物’入【rù】网产生的微小涟漪就能被捕捉到。”

中国【guó】科学院国家【jiā】天文台【tái】助【zhù】理【lǐ】研究员胥恒主要负【fù】责数据处理，他说：“我们自主【zhǔ】开发独立数据分析软件，以数据精度、脉冲星数量【liàng】和数据处【chù】理算法【fǎ】上的优势弥补了时间【jiān】跨度上的差距，使我【wǒ】国纳赫兹引力【lì】波探【tàn】测灵敏度很快【kuài】达到了与美、欧、澳相当的水平，从而同时实现【xiàn】此【cǐ】次【cì】重【chóng】大科学突破。”

“不过，受限于当前观测数据【jù】较短的时间跨度，我们【men】暂【zàn】时无法确定纳赫兹波段【duàn】引力波的主要【yào】物理【lǐ】来源，但【dàn】这将【jiāng】随【suí】着后续【xù】观测数据【jù】时间跨度的增加而解决【jué】。”李柯伽【gā】说【shuō】，“后续我【wǒ】们将加速组【zǔ】织纳【nà】赫兹引力波探测科研【yán】攻关，积累【lèi】更长期的观测数据，逐步发表更高精度的【de】探测结果，彻底打【dǎ】开人【rén】类【lèi】利用纳赫兹引力波【bō】探测宇宙【zhòu】的新窗口。”

北【běi】美、澳【ào】大利亚等地【dì】的脉【mò】冲星测【cè】时阵【zhèn】列合【hé】作组，今【jīn】天也各【gè】自【zì】发布了类似的成【chéng】果。这无疑【yí】将让【ràng】纳赫【hè】兹【zī】引力波领域【yù】国际【jì】竞争更加激烈。中【zhōng】国科学院【yuàn】国家天文台台长、中国科学院院士常进说：“国家天文台将【jiāng】积极推进FAST扩展和升级，基于脉冲星测时阵【zhèn】列方法，实现纳赫【hè】兹引力波【bō】事件【jiàn】的常规观测，从而建成纳赫兹引力波天文台，并开启【qǐ】更高灵敏度和更高【gāo】分【fèn】辨率的【de】低频射电观测研究新【xīn】纪元，将我【wǒ】国【guó】加快建【jiàn】设成【chéng】为引力波【bō】天文和射电天文的强国。”

《光明日报》（9-21 08版）