[陇文化]中国有两大引力波探测项目:阿里计划和天琴计划

本篇文章2748字，读完约7分钟

西藏阿里高原引力波研究与探测实验室(苏梦提供)

对话:苏萌，麻省理工学院物理系研究员，阿里项目参与者，研究高能天体物理和宇宙学。他的主要方向是宇宙微波背景辐射、暗物质探测和宇宙射线物理学

法制晚报(李红朋)你知道吗？目前国内有两大引力波探测项目:中科院高能所牵头的阿里实验项目和中山大学牵头的秦天项目。一个是在地面上听引力波的音符，另一个是在台空.捕捉引力波的声音2月13日下午，中科院高能物理研究所在其官方微博上公布了上述内容。

这意味着中国科学家也开始了新一轮的本土影响，同时积极融入世界顶级话题的合作行动。今天上午，《法制晚报》采访了阿里项目的参与者苏萌。

中国阿里秦天有两个引力波项目

法国晚报:中国有哪些探测引力波的项目？

苏萌:从我国的发展来看，引力波这个探索宇宙的全新窗口，是我国发展基础科学的重要机遇期。

中国科学家早在20世纪70年代就开始研究引力波，可惜由于种种原因，一直停滞了十几年，造成人才缺口。

直到2008年，在中国科学院力学研究所国家微重力实验室胡文瑞院士的推动下，引力波探测工作组成立，我国引力波研究重新启动。

目前国内有两大引力波探测项目，一个是中科院高能物理研究所牵头的阿里实验项目，一个是中山大学牵头的秦天项目。

法国晚报:秦天项目主要做什么研究工作？

苏萌:正在进行的由中山大学牵头的秦天项目是中国正在规划的引力波探测国际合作项目。这是中国审视基础科学前沿的重要尝试。

秦天计划类似于ligo。秦天计划主要分四个阶段实施:第一阶段完成秦天计划的地面辅助设施，如月球/卫星激光测距系统和大型激光陀螺；

第二阶段完成了无阻力控制、星载激光干涉仪等关键技术的验证和空等效原理的实验测试；

第三阶段完成高精度惯性传感、星间激光测距、全球重力场测量等关键技术的验证；

第四阶段，完成空之间引力波探测所需的所有关键技术，发射三颗地球高轨道卫星进行引力波探测。

完成全部四个子计划需要20年左右，投资150亿左右。

海拔5100米的引力波观测

法国之夜:阿里计划目前进展如何？

苏萌:除了前面提到的空引力波探测秦天计划，探测原始引力波是引力波研究的下一个重要科学目标。中国科学家正在利用西藏阿里地区高海拔的自然优势，启动北半球首个寻找原始引力波的望远镜项目。

早在10年前，中科院国家天文台就在阿里建了一座天文台，现在已经相当大了，相关设备也在开发中。

中国科学院高能研究所副研究员李虹表示，该设备最初计划安装在阿里天文台，但未来将在附近选择一个更高、更好的观测点。大气越稀薄，水汽含量越少，干扰就越少，就越有希望看到原来引力波留下的痕迹。

此外，在国际上，目前地面观测项目主要集中在相对成熟的智利天文台和美国南极科学研究站。

北半球阿里天文台位于中国西藏阿里地区狮泉河镇以南约20公里的山脊上，海拔5100米。

它海拔高，云少，水汽低，透明度高，也有望远镜建造和操作的基础。

经过2009年以来国家天文台的发展建设，阿力台已经比较成熟，并已初具规模。它在地理上位于最好的中纬度范围，充分利用地球自转，覆盖面广。

中国阿里计划

与美国相比，它有独特的优势

中国的科研计划与国外相比有什么优势？

苏萌:阿里计划的原始引力波实验，是首次利用阿里地区独特的地理和气象条件，在北半球可见天空区域寻找原始引力波，是国内独一无二的引力波研究项目。例如，类似的探索活动在美国无法进行，南半球的观测活动只能通过美国在南极洲的科研站或借助智利天文平台进行。

法国晚报:阿里计划用什么设备发现引力波？

苏萌:我们使用微波望远镜，通过极其灵敏的探测组件，消除地球大气层和银河系的干扰，搜寻137亿年前从整个宇宙传播到地球的宇宙微波背景辐射。我们正在寻找一种特殊的偏振信号，称为B模式。为了尽可能避免环境和大气的干扰，望远镜被放置在西藏阿里地区石泉河附近海拔5100多米的山顶上。

使用大型地面射电望远镜作为探测器

法夜:引力波对阿里计划有什么促进作用？

苏萌:引力波第一次被ligo直接探测到，证明了引力波的存在。我们可以放心地寻找不同波段的引力波，就像不同波段的电磁波谱一样。阿里的计划是找到宇宙开始时产生的频率最低的引力波，探测到它是引力波、宇宙学和高能物理领域的重大突破。我们现在对探索原始引力波更有信心了。

定律夜:引力波肉眼看不到，那么在科学研究中如何探测引力波？

苏萌:其实引力波的频率很宽，最低也只有十亿分之一赫兹。目前，引力波主要根据来源的不同分为四种，分布在不同的频率上。对于不同的频率，科学家们采用了不同的检测方法。

频率最低的是原始引力波，波长和整个宇宙的尺度差不多，所以只能通过BIGBANG遗留下来的光子场信号，也就是宇宙微波背景辐射才能找到。2014年3月，哈佛-史密森尼天体物理中心声称在南极洲观测到了原始引力波，但随后发现有问题。从混沌引力波中识别出早期BIGBANG中引力波留下的独特痕迹实在是太难了，需要不断开发更灵敏的实验来寻找。

其次，大质量黑洞发出的引力波合并，对应的频率在百万分之一赫兹到十亿分之一赫兹之间。这种事件往往发生在星系碰撞的后期。

科学家们经常使用校准的毫秒脉冲星作为校准光源，使用大型地面射电望远镜作为地面探测器来观察这种引力波。

法夜:未来我们的检测手段会有怎样的发展？

苏萌:有趣的是，除了用空望远镜探测引力波之外，其他三种实验方法经过多年的发展已经齐头并进，项目的进展几乎是一样的，也就是说，它们都有机会先探测引力波信号。

这个ligo团队第一次实现了引力波的直接探测，真正为我们认识宇宙打开了一个新的窗口。就像一个刚出生的婴儿听到第一个声音一样，我们期待着听到更多、更丰富、更神奇的宇宙故事。

将会揭开宇宙诞生的秘密

法学之夜:研究引力波对我们以后有什么用？

苏萌:从科学上讲，引力波的发现为我们研究宇宙打开了一个新的窗口。无线电、光学、红外、紫外、X射线、γ射线等不同的电磁光谱研究都来自光子携带的信息。引力波携带的信息与电磁波完全不同，会为我们揭示宇宙新的奥秘，比如黑洞与黑洞合并时的物理过程。

如果探测到BIGBANG发出的原始引力波，将会揭开宇宙开始的神秘面纱。

法国晚:美国两个地下探测装置观测到引力波。我们的阿里计划下一步会继续解决这个方向的关键问题吗？还是通过其他手段来证明？

苏萌:由于科学目标不同，原始引力波与黑洞产生的引力波也不同，所以探测方法是通过观测宇宙微波背景辐射来实现的，与ligo的探测原理完全不同。

法律之夜:未来时间旅行会通过引力波的探索和发展来实现吗？

苏萌:我们大概不会比人们100年前发现电磁波时想象的好多少。引力波能改变多少人类的生活，让100年后的后人去体验吧！这个版本/李红朋