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中国天眼“看见”的引力波踪迹是什么?江苏天文专家解读

频道:动作电视剧 日期: 来源

交汇点讯 近日,中国天眼fast探测到纳赫兹引力波存在的关键性证据,这是纳赫兹引力波搜寻的重要突破。什么是引力波?为什么要研究它?发现引力波又意味着什么?就此些问题记者咨询了江苏省天文学会科普专家、南京大学天文与空间科学学院王发印教授。

“引力波在物理学中是指时空弯曲中的涟漪,通过波的形式从辐射源向外传播,这种波以引力辐射的形式传输能量。根据爱因斯坦的相对论,时空是可以弯曲的,有质量的物体在其间进行加速运动,扰动周围的时空,就会产生引力波。”南京大学天文与空间科学学院王发印教授介绍,可以把时空想象成平静的水面,有质量的物体可以让时空本身发生弯曲。他打个比方:就像把一块石头扔进水里,它会以落脚点为圆心产生波纹往四周传播。“我们一般将引力波称为‘时空的涟漪’,这些‘涟漪’携带着波源天体激烈动荡的信息和关于引力本质的线索,以光速向远处传播。”

从爱因斯坦在1916年预测出引力波,到2015年ligo获得直接观测证据,整整跨越了一百年。在这一过程中,中国科学家也在不断寻觅、追求。早在上世纪70年代,中国科学家就开始了引力波研究。2008年,在中科院力学所国家微重力实验室胡文瑞院士的推动下,中科院空间引力波探测工作组成立,引力波的中国研究再启征程。

日前,由中国科学院国家天文台等单位科研人员组成的中国脉冲星测时阵列研究团队利用“中国天眼”fast探测到纳赫兹引力波存在的关键性证据,这或将成为纳赫兹引力波搜寻的重要突破。由于纳赫兹引力波频率极低,周期长达数年,波长可达数光年,使得探测工作十分具有挑战性。利用大型射电望远镜对一批自转极其规律的毫秒脉冲星进行长期测时观测,是目前已知探测纳赫兹引力波的唯一手段。在此次研究中,科研团队利用中国天眼57颗毫秒脉冲星进行了长期系统性监测,并将这些毫秒脉冲星组成了银河系尺度大小的引力波探测器来搜寻纳赫兹引力波。

国家天文台研究员、论文通讯作者李柯伽介绍:“纳赫兹引力波是引力波的一种。对频率低至纳赫兹的引力波进行探测,将有助于天文学家理解宇宙结构的起源。”

产生纳赫兹引力波是超大质量黑洞并合的独有预言。这个期待已久的预言,对于我们理解我们宇宙这样一个结构的演化,结构的起源有非常重要的指导意义,它可以从引力波方面证明存在超大质量的双黑洞系统。cpta研究团队充分利用‘中国天眼’优良性能,以数据精度、脉冲星数量和数据处理算法上的优势,使我国纳赫兹引力波探测和研究同步达到世界领先水平。“这是一项重大的科学突破,具有持久的巨大意义。 它不仅对星系演化和超大质量黑洞研究的广泛领域具有深远的影响,而且为引力波天体物理学打开了一个全新的窗口。” 王发印补充道。

据了解,中科院国家天文台将充分发挥中国天眼脉冲星测时精度国际领先优势,进一步加快纳赫兹引力波探测科研攻关中国科学院国家天文台台长、中国科学院院士常进说“基于脉冲星测时阵列方法,实现纳赫兹引力波事件的常规观测,从而建成纳赫兹引力波天文台,并开启更高灵敏度和更高分辨率的低频射电观测研究新纪元,将我国加快建设成为引力波天文和射电天文的强国是我们下阶段的目标。” 我们期待在不久的将来能用纳赫兹引力波打开探测宇宙的新窗口。

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