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【yǐn】力波是探测【cè】宇宙中不发光物质的【de】直【zhí】接手段，其【qí】中纳赫兹引【yǐn】力波携带【dài】着深【shēn】远【yuǎn】宇宙的奥秘，超大质量【liàng】黑洞的绕转、星【xīng】系合并【bìng】的历史、宇宙大【dà】尺度结构起源的信息……然【rán】而，自【zì】纳赫兹引力波理论提出以来，却从未被【bèi】找到。由中【zhōng】国科学院国【guó】家天文台等单位科研【yán】人员组【zǔ】成的中国脉【mò】冲星测时阵（CPTA）研究团队今【jīn】天宣布，利用中国【guó】天眼FAST——500米口径球面射【shè】电望远【yuǎn】镜，独立找【zhǎo】到了纳赫兹引力波存在的关键证据。这一成果打开了人类探索宇【yǔ】宙的新窗口，相关【guān】论文9-21在我国天【tiān】文学术【shù】期刊《天文与天体【tǐ】物理【lǐ】研【yán】究【jiū】（RAA）》在线【xiàn】发表。

9-21拍摄的“中国天眼”全景。新华社发

中国【guó】科学院国家天文台【tái】研究员、北【běi】京大【dà】学教授李柯【kē】伽【gā】是CPTA的首席【xí】科学家，在这个方向已经钻研【yán】了20年。他解【jiě】释，引力波【bō】是【shì】宇宙中加速运动的【de】有质量物体扰动周围时空而【ér】产生的【de】时空涟漪【yī】。“纳赫兹引力波引起的涟漪实在【zài】太微弱，很难被探测【cè】到。科学家们推测，观测【cè】毫秒脉冲【chōng】星是已知的唯一可能直【zhí】接找【zhǎo】到纳赫兹引力波【bō】的方法——毫秒脉冲【chōng】星运转【zhuǎn】极其【qí】规【guī】律【lǜ】，我们【men】可以通过射【shè】电望远镜观测到。而纳赫【hè】兹引力波引起的微弱的【de】时空涟【lián】漪会影响观测结果，让我【wǒ】们探测到毫秒【miǎo】脉冲星运转【zhuǎn】‘不规律’了【le】。再【zài】比较【jiào】多颗星的信【xìn】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【gāo】灵敏度的【de】射电【diàn】望远镜，监测【cè】脉冲【chōng】星数目多、测量【liàng】精度【dù】更高，能【néng】够【gòu】长期【qī】系统监测一大批毫秒脉冲星【xīng】。李柯伽【gā】说，基于这一独特优势，CPTA锚定57颗毫【háo】秒脉冲星进行了三年多的观测，“它们【men】在宇宙中‘铺开’一张银河系【xì】大小的‘蛛网【wǎng】’，‘猎物’入网产生的【de】微小涟漪就能【néng】被捕【bǔ】捉到。”

中国科学院国家天文【wén】台助理研究员胥恒主【zhǔ】要负【fù】责【zé】数【shù】据处理，他【tā】说【shuō】：“我们自主开【kāi】发独立数据分析软件，以数据【jù】精度、脉【mò】冲【chōng】星数量和数据【jù】处理算法上的优势弥补了时间【jiān】跨度上【shàng】的【de】差距，使我国纳赫【hè】兹引力波探测灵【líng】敏度【dù】很【hěn】快达到了与美、欧、澳【ào】相当的水平，从而同【tóng】时实现此次重大科学【xué】突破。”

“不过，受限于当【dāng】前观测数据较短的时间跨【kuà】度，我们暂时无法确定纳赫【hè】兹波段引力波【bō】的主要物理【lǐ】来源，但这将随着【zhe】后续观测数据时间跨【kuà】度的【de】增加而解【jiě】决。”李柯伽说，“后续我们将加速组【zǔ】织纳赫兹引力波探测【cè】科研攻关【guān】，积累更【gèng】长期的观【guān】测【cè】数据，逐步【bù】发【fā】表【biǎo】更高【gāo】精度的【de】探测结果，彻底【dǐ】打开人类利用【yòng】纳赫兹引力波探测宇宙的新窗【chuāng】口。”

北美、澳大利亚【yà】等地的脉冲星测时阵列合作组，今【jīn】天也各自发【fā】布了类【lèi】似的成果。这【zhè】无疑将让纳赫【hè】兹引力波领域国际竞争更加激烈。中国科学院国家天【tiān】文台台长【zhǎng】、中国科学【xué】院【yuàn】院士常【cháng】进说：“国家天【tiān】文台将积极【jí】推进FAST扩展和升级，基于脉冲星测时阵列方【fāng】法，实现【xiàn】纳赫兹引【yǐn】力【lì】波【bō】事件【jiàn】的常规观测【cè】，从而【ér】建成纳赫兹【zī】引【yǐn】力波【bō】天文【wén】台【tái】，并开【kāi】启更高灵敏度和【hé】更高分辨【biàn】率的低频射电观测研究新【xīn】纪元，将我国加快建设成为引力波天文和射电天【tiān】文的强国。”

《光明日报》（9-21 08版）