发现引力波的中国人(中国引力波的发现)

“星汉无情,天河有意,东南西北相逢!” 没想到,银河里的“情天碧海”故事终于有了圆满结局。2月11日,美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)执行主任戴维·赖茨宣布科学家们已经探测到来自遥远宇宙的剧变事件所产生的时空涟漪——引力波。

这一探测证实了爱因斯坦百年前的重要预言,在这一波“时空涟漪”启程的13亿年前,地球还是只存在原始生命的洪荒世界。也许未来,借助这一引力波,穿越时空,有情人无论在天上人间,都能“云汉迢迢暗度。金风玉露一相逢,便胜却人间无数”。

发现引力波也有中国大陆团队的贡献!听听他们怎么说

引力波是一种时空涟漪,如同石头丢进水里产生的波纹。在捕捉这一虚无缥缈的“引力波”过程中,有15个国家的1004名科学家“并肩作战”,其中就包括中国、韩国、印度等国的科学家团队。曹军威所在的清华大学研究团队,是中国大陆唯一的激光干涉引力波天文台(LIGO)科学合作组织(LSC)成员。他和团队里的另外5名研究人员参与了LSC引力波暴和数据分析软件两个工作组的相关研究,侧重提高引力波数据分析的速度和效率。

2004年-2006年,在美国麻省理工学院空间研究中心工作的曹军威,便参与了引力波数据计算和分析的工作。2006年回国后,曹军威组织创建了清华LIGO工作组,由来自信研院、自动化系、计算机系和工程物理系的教师和学生组成。他们采用先进计算技术提高引力波数据分析的速度和效率,也逐渐得到了国际同行的认可。2009年,清华被LIGO科学合作组织(LSC)接受为正式成员,也是目前中国大陆唯一的LSC成员。

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清华大学信息技术研究院研究员、LSC理事会成员曹军威接受《环球时报》记者采访时表示,这次参与引力波研究的清华团队共6人,“纯科学的东西,以为也就科学界轰动,没想到整个中国社会都轰动了,普通老百姓都在谈论此事。”

曹军威介绍,LIGO数据的采样频率特别高,达到每秒1.6万次以上,采样信道达上万个,数据量大,需要先进的计算机处理技术做支撑。“漫长的时间里,LIGO探测器并没有达到设计精度,是探测不到真正的引力波信号的,可以认为实际大家在处理的全都是噪声,可就是在对这些噪声的一点一滴的处理中不断积累经验,不断提升仪器的精度,才有了今天的探测灵敏度。”他还补弃说,“在漫长的探测过程中,并没有特别的时刻。” 据韩联社报道,“14名韩国团队刚参与研究工作时,周围的人都悲观地认为无法探测到引力波,以至于有研究员在首次获悉发现引力波的消息后甚至不敢相信”。

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曹军威接受《环球时报》记者采访时表示,“未来引力波对人类生活有什么作用,目前不好说。就像电磁波一样,当初也没有想过作用会这么大”。有外媒引用专家的分析称,从天文学角度看,探测到引力波的存在意义非常重大,将为人类开辟“引力波天文学”与“研究早期宇宙”的新篇章:第一,用电磁波可观测到的黑洞外的信息非常多,但能观测到的黑洞内的信息极其有限,因此探索黑洞附近现象的引力波观测与电磁波观测各有所长有互补性。第二,与传统天文学相比,引力波天文学的最大特点在于“需等待天体碰撞的时刻”。天体之间的碰撞非常频繁,只要有足够的灵敏度,一年就能观测到数百至数千次碰撞。第三,引力波天文学与传统天文学融合空间巨大。引力波观测不定向,可记录来自四面八方的引力波信号,便于事后运用电磁波观测予以印证。

目前,不少普通老百姓都知道了“神奇的引力波”,是两个分别为29倍太阳质量和36倍太阳质量的超恒星级黑洞,合并产生的信号。它经过13亿光年的漫长旅行,于2015年9月14日抵达地球。也许是中业君看多了《星际穿越》、《星际迷航》、《星球大战》等科幻片,就激动地问起“未来有没有可能真的实现时空穿越?”曹军威先生严谨地告诉《环球时报》记者,“未来也不是完全不可能”。

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当中业君问起“高冷的基础科学研究魅力何在?搞引力波研究是不是耐得住冷板凳”,曹军威认为,对于个人来说,是出于好奇心。他表示,搞引力波研究“不算冷门,国际上引力波科学研究和观测工作如火如荼,搞研究者很多,是应用研究。相对而言,中国在这方面基础相对薄弱,目前还没有自主建设的引力波天文台”。

好消息迅速传来:2月13日下午,中国科学院高能物理研究所在官方微博上发布说,中国目前有两大引力波探测项目:中科院高能所主导的‘阿里实验计划’和中山大学领衔的‘天琴计划’。一个是在地面上聆听引力波的音符,一个是到太空去捕捉引力波的声响。

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位于西藏的阿里高原实验室,用以进行引力波研究探测

来自科技部的消息显示,立志“到太空去捕捉引力波的声响”的“天琴计划”则由中山大学于2015年7月23日牵头启动(见《环球时报》2月14日8版文章《中国‘天琴’欲四步探测引力波》)。致力于“在地面聆听引力波音符”的中科院国家天文台阿里观测站位于西藏阿里狮泉河镇以南海拔5100米的山脊,海拔高、云量少、水汽低、透明度高。其选址工作在国家天文台相关研究人员的带领下,持续长达10年,已成为天文台选址工作的典范。建成后,其地理上的中纬度范围、对天区的广阔覆盖,有望填补北半球观测宇宙微波背景辐射的空白。

图片 / 来自网络

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