中国科学家为何提出空间引力波探测计划

2016-02-18 08:49:13 来源:新华网 浏览次数:0 网络编辑:phpcms

 美国的激光干涉引力波观测台项目(LIGO)已经成功探测到引力波,中国为什么还要提出空间引力波探测项目?2月16日,“太极计划”发起人之一、中科院力学研究所院士胡文瑞说:“如果把引力波探测比作交响乐,那么LIGO的发现只是序曲,引力波探测的主乐章在太空!”
 美国的激光干涉引力波观测台项目(LIGO)已经成功探测到引力波,中国为什么还要提出空间引力波探测项目?2月16日,“太极计划”发起人之一、中科院力学研究所院士胡文瑞说:“如果把引力波探测比作交响乐,那么LIGO的发现只是序曲,引力波探测的主乐章在太空!”

从科学而言,探测到引力波只是“序曲”

“太极计划”主要召集人之一、中国科学院大学副校长吴岳良院士介绍,引力存在于宇宙所有物质和能量之中,是人类最早认识的一种基本作用力,“正是引力作用支配着宇宙的形成和演化”,而引力波是“爱因斯坦广义相对论所预言的以光速传播的引力场的一种能量波动,是刻画时空动力学的一种物质波”。

同电磁波一样,引力波也有不同的波段——高频主要来自致密双星的引力辐射(大于10Hz);中频主要来自中等质量致密双星以及宇宙大爆炸早期产生的引力波(小于10Hz);低频主要来自双星系、超大质量双黑洞和大质量比双黑洞的并合及大质量天体的爆炸等。

引力波的研究,绝不是LIGO一个实验就能囊括的,需要更多科学家的加入。“地面探测器和空间探测器由于探测器臂长差异,决定了它们探测引力波频段的不同。”吴岳良说,“太极计划”的目标就是探测中低频段的引力波。

胡文瑞说,引力波的频率不一样,包含的学术问题也不一样,“应该说,低频引力波包含的科学内容更多,面临的挑战性问题也更多”。

从技术而言,创新的回报“未可限量”

如果“太极计划”获批,将是一个持续几十年,需要几十亿元投入的大项目。胡文瑞说:“很多人问我引力波有什么用?现在看真没什么用。中国如果不做,知识或许可以分享,但由此发明的关键技术人家会和你分享吗?”

LIGO计划成功后,项目的主要承担方之一、美国麻省理工学院校长发表了一封公开信,他在信中说:“LIGO团队的技术创新以及创造性使用其他领域的工具,产生了前所未有的精密仪器”,“LIGO技术将进一步完善和发展,回报的方式未可限量”。

空间研究计划一直是高技术研发的源头。胡文瑞举例说:“比如加速度测量技术,是高分辨率卫星传感器需要的关键技术;再比如激光锁频技术,已经应用到北斗卫星上。”这些已经得到广泛应用、正在改变人类生活的技术,都肇始于“无用”的科学研究。“太极计划”涉及众多学科领域和广泛的前端技术,必将带动和辐射精密制造、测量等领域的技术进步。

“实话实说,我国目前的技术能力与国际先进水平还有一定的差距。这种差距可以通过广泛的国际合作得到一定的弥补,但更关键的是我们自己要努力。”胡文瑞说,“我相信,‘太极计划’一旦开始实施,未来20年,中国一定可以在空间科学、空间技术整体水平上,有一个质的飞跃!” 
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