全球最大超重力場項目初步建成！可實現“一眼萬年”和“一步千里”

【文/觀察者網 熊超然】11月11日，我國超重力領域基礎科研的“國之重器”取得重要進展，杭州超重力場項目初步建成。按計劃，今年將進入第一階段試運行。

香港《南華早報》11月17日指出，杭州超重力場項目的超重力離心模擬與實驗裝置（CHIEF），一旦全面投入使用，將提供一個擁有世界上容量最大、最先進超重力離心機的多學科科學平台，有助於解決多個領域內的複雜工程問題。如此一來，實驗室中就可以模擬出“壓縮”時間和空間的效果，讓“一眼萬年”或者“一步千里”真正成為可能。

比如，這一超重力機器，能夠產生比地球表面重力大數千倍的力量，這將提高科學家對山脈上升或大壩坍塌等災害事件的理解研究，還可模擬深海中對天然氣水合物的不同開採方法，讓這一儲量豐富、分佈廣泛且燃燒清潔的能源，距離實際應用更進一步。

此前，世界上容量最大的是美國陸軍工程師兵團1200g·t離心機，而領導這一項目的中國科學院院士陳雲敏在開工建設之初就曾表示，中國此番建設容量1900g·t的重載超重力離心機和容量1500g·t的高速超重力離心機，不僅將把超重力離心機能力從國內400g·t、國際最大1200g·t突破至1900g·t，還將建成應用範圍最廣的超重力多學科開放共享實驗平台，從而使我國在超重力及相關領域的研究實現從跟跑、並跑到領跑的跨越。

2024年11月7日，浙江杭州，超重力實驗大樓已進入工程收尾階段。 視覺中國

公開資料顯示，超重力離心模擬與實驗裝置項目總投入超20億元人民幣，是“十三五”時期（2016年至2020年）優先啓動建設的10項國家重大科技基礎設施項目之一，也是在浙江省建設的首個國家重大科技基礎設施項目。該項目於2018年獲得了國家發改委的批准，在浙江大學科學家的監督下，於2020年開始建設。

這套超重力實驗裝置，也是全球容量最大超重力離心模擬與實驗裝置，包含模型機、重載機、高速機等三台超重力離心機主機以及18台機載裝置。其中，核心裝置離心機就像是巨人用兩個手臂拎着兩個大吊籃飛速旋轉，旋轉產生的超重力場會對吊籃裏的物體產生時空壓縮的效應，科研人員通過這個裝置可以在很短時間內模擬出山川地貌變化。

目前，第一台超重力離心機主機已安裝完畢，其餘兩台超重力離心機主機和10台機載裝置已開始加工製造。按計劃，今年將完成1300g·t模型機、100g·t驗證機和數據中心的驗收，並進入第一階段試運行。

六座超重力試驗艙“各顯神通” 資料圖

科學界將地球上的重力稱作常重力，用1g（重力加速度）來表示，大於1個g的就叫超重力。比如，當宇航員乘坐航天器返回地球時，他們會經歷4g的超重力，這相當於他們體重的四倍。g·t並不是一個標準計量單位，是由重力加速度單位g和質量單位t（噸）組合而成的非標準單位。

《南華早報》指出，超重力離心機被視為一種“革命性研究工具”，它能夠創造出在日常生活中不存在的極端物理條件。

中國科學院院士、浙江大學建築工程學院陳雲敏是該項目首席科學家，也是這一大型科學設施項目的“背後策劃者”。在2019年浙江大學一篇詳細介紹該項目提案與設計的文章中，他曾表示，此類設施可以“壓縮”時間和空間，從而能夠對許多複雜的物理問題進行研究，並服務於廣泛的工程目的。

陳雲敏還介紹，研究岩土體和地球深部物質的時空演變、加速物質相分離時，超重力離心模擬與實驗裝置可以提供必不可少的實驗手段。如果在超重力離心機上搭載土體污染物遷移實驗裝置，就可以看到污染物在地下大尺度、長曆時的運移。可謂“山中方一日，世上已千年”。

2019年6月14日，杭州，中國科學院院士、浙江大學建築工程學院教授陳雲敏介紹超重力研究項目。 視覺中國

的確，超重力離心模擬與實驗裝置，是一個構建從瞬態到萬年時間尺度、從原子級到千米級空間尺度、從常温常壓到高温高壓等多相介質運動的實驗環境的大裝備。

有了它，就可以在實驗室裏，模擬“一眼萬年”或者“一步千里”的時空壓縮，讓許多高難度課題研究成為可能。未來，這套裝置設計的6座超重力實驗艙，將分別開展邊坡與高壩、岩土地震工程、深海工程、深地工程與環境、地質過程、材料製備等6個領域的科學研究。

例如，在深海工程中，這樣的科學探索可能會使天然氣水合物（natural gas hydrates，即可燃冰）離實際應用更進一步。這是一種在海底和永久凍土之下發現的冰凍化石燃料，由水和氣體（通常是甲烷）組成，被認為是儲量豐富的能源，分佈廣泛且燃燒清潔，是未來最有前途的替代能源之一。

參與該項目的科學家表示，超重力實驗將能夠再現開採過程，並模擬深海中不同的開採方法，為最佳開採方案提供重要的科學和實驗支持，並最大限度地減少未來可能發生的事故。

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