我國首個原初引力波探測站 2019年投入使用

沈軼/封面新聞

北京時間16日晚10點，全球多國科學家同步舉行新聞發佈會，宣佈人類第一次直接探測到來自雙中子星合併的引力波，並同時“看到”這一壯觀宇宙事件發出的電磁信號。

引力波到底是什麼？發現它有何種意義？我國在建的首個原初引力波探測站當前進展如何？

10月20日，封面新聞（thecover.cn）記者對話了引力波探測“阿里計劃”項目常務副經理、中國科學院高能物理研究所研究員李虹。

封面新聞：什麼是引力波？

李虹：在物理學中，引力波是指時空彎曲中的漣漪，通過波的形式從輻射源向外傳播，這種波以引力輻射的形式傳輸能量。

這個解釋，可能有些專業，打個比方，大家在生活中都見到過向平靜的湖面扔一塊石子的情況，會形成一串漣漪向外傳去，如果把宇宙比做平靜的湖面，那麼引力波就是扔石塊所產生的漣漪。在宇宙中，大質量天體的劇烈運動，例如，黑洞、中子星等大質量天體的併合就像是扔那塊石頭。但它的信號非常微弱，需要非常靈敏的探測器才能探測到。

封面新聞：這是我們第一次發現引力波？

李虹：並不是，2016年初，LIGO合作組就宣佈發現了引力波，當時美國漢福德區和路易斯安那州的利文斯頓的兩台引力波探測器同時探測到了引力波信號，這才是人類史上第一次探測到引力波，這一次的引力波是由兩個黑洞併合產生的。前不久，LIGO合作組的三名科學家被授予了諾貝爾物理學獎。

封面新聞：引力波為什麼有那麼重大的意義？

李虹：引力波最早是由著名科學家愛因斯坦在100年前所提出的，但當時他只是預測有引力波的存在，並未證實。一直以來受條件所限，我們都沒有找到引力波存在的證據，直到2016年，引力波的發現，填補了廣義相對論實驗驗證中最後一塊空白。

封面新聞：既然之前已發現，那為什麼這一次還是那麼重視？

李虹：之前我們就説過，大質量天體的併合都會產生引力波。這一次產生引力波的原因不同於之前所測的黑洞併合引力波，這一次是由兩個中子星併合產生的，中子星併合與黑洞併合的主要區別在於除了引力波之外，還會產生電磁輻射。同時，這一次我們不止抓住了引力波，同時還逮到了與之關聯的電磁波。

所以，如果説之前LIGO的發現使人類第一次聽到了宇宙的聲音，那麼這次是人類第一次連“聽”帶“看”地感受到了一個引力波事件，這在引力波乃至整個天體物理研究領域是第一次。

開啓新時代

封面新聞：探測引力波有什麼意義嗎？

李虹：如果沒有一定的物理知識，其實很難理解，我這樣説吧，首先，我們探測到它，可以説是完成了一項世紀任務，檢驗了愛因斯坦100年前預言。同時，也開啓了一個新的時代，將使天文學家們能夠利用一種全新手段去探索宇宙天體的奧秘，研究各類天體事件背後的規律。

封面新聞：這個全新手段是什麼？

李虹：全新手段就是引力波。通過監測引力波的頻率等信息，都是我們研究背後天體事件的重要依據。

其實，這次的發現更強有力的證明了引力波，與前4個黑洞併合引力波都不同，這次探測到引力波不再是孤證，同一天體事件產生的引力波被看到的同時，電磁波也被逮到了。再次證明了引力波，證明了探測引力波的能力。

那麼下一步，就能更精確地測量，將徹底打開引力波宇宙學、引力波天體物理研究的新紀元。

尚未發現原初引力波

封面新聞：關於引力波未來研究方向是什麼？

李虹：引力波的種類豐富多彩，除天體運動產生的引力波之外，還有另外一類非常重要的引力波——原初引力波。到現在為止，我們都沒有發現過它。原初引力波對應於引力波領域的最低頻段，對原初引力波探測的重要意義在於探知宇宙起源的奧妙。

我國首個探測站在建中

封面新聞：目前我們有什麼準備？

李虹，目前由高能所牽頭，國內多家科研院所和大學參與的阿里原初引力波探測計劃將在我國西藏阿里地區海拔5250米的觀測站開展對原初引力波的探測，主要探測手段是通過對宇宙微波背景光子極化的統計和測量來獲取原初引力波信號。這是我國第一個地面原初引力波探測計劃，也是北半球的第一個。

封面新聞：阿里探測站建設進展如何？

李虹：探測站於今年1月開始籌建，目前已完成主體結構建設，即將竣工。

封面新聞：什麼時間投入使用？

李虹：真正投入使用還需等到2019年，因為阿里計劃的一號望遠鏡的研製，要到2019年年底才能完成。阿里原初引力波觀測站建成後將是阿里天文台重要的一部分，我們計劃，通過一到兩年的觀測，給出對原初引力波精確的測量。 （原標題《我國首個原初引力波探測站 2019年投入使用》）