中國天琴計劃欲四步探測引力波 與美目標不同

連日來，全世界的輿論場被一個有關引力波的消息激起巨大漣漪。“我們登上了這個‘月球’。”美國“鐳射干涉引力波天文臺”(LIGO)執行主任戴維·賴茨11日這樣形容這一發現。2015年9月14日，他們利用LIGO探測器探測到來自於兩個黑洞合併的引力波信號。13日在接受《環球時報》記者採訪時，中國科學院國家天文臺研究員茍利軍用了個比喻解釋引力波。他説，如果把時空比喻成大海，那麼天體就像是海中的生物。生物晃一下尾巴，就會産生向外傳播的水波，天體如果産生對時空的擾動，也會産生一種波，這就是引力波。

美國《紐約時報》網站11日的文章稱，引力波産生於黑洞邊緣即“視界線”附近，也就是所謂的“宇宙出口”，任何事物在經過這裡之後便將永遠無法返回。

茍利軍説，這涉及到人們對引力的看法。最早，牛頓認為蘋果會從樹上掉下，是因為有品質的物體之間就會有引力。但後來愛因斯坦提出另外一種看法，我們看到的“吸引”其實是品質巨大的物體對空間造成了彎曲。正如我們把球放在一個斜坡上，它自然會往坡底運動。

引力波的發現被稱為愛因斯坦廣義相對論實驗驗證中最後一塊缺失的“拼圖”。這歸功於LIGO：位於華盛頓州漢福德和路易斯安那州利文斯頓的兩台巨大儀器，正是它們探測到了13億年前兩個黑洞驚世碰撞所産生的“時空漣漪”。西班牙《阿貝賽報》2月11日引用了黑洞領域專家霍金的看法，這位現代科技巨匠表示，探測引力波的能力有可能對天文學産生革命性的影響。

在中國，中山大學珠海校區的鳳凰山下將建立一萬多平方米的超靜實驗室，山上建立一個天文觀測站。這是中國本土引力波探測工程“天琴計劃”的一部分。中山大學天文空間科學研究院院長李淼13日告訴《環球時報》記者，“天琴計劃”于2015年7月正式啟動，部分關鍵技術研究已經有具體進展，目前正在立項當中。此前媒體所稱“‘天琴計劃’即將獲得國家立項”的説法不準確。他説，整個“天琴計劃”的投資很難估計，用時大概需要15-20年。

據李淼介紹，“天琴計劃”的具體目標主要分四步：第一步，開展地球與月亮之間的測距，以期獲得關鍵性的月地測距技術。這項工作雖然美國已經做過，但對於中國而言還是首次。第二步，發射一顆衛星來驗證愛因斯坦廣義相對論的重要假説“等效原理”以及廣義相對論的其他細節。第三步，發射兩顆衛星測量地球重力場的分佈，這也與我國礦藏、水源等資源息息相關，併為第四步做技術準備。最後一步是發射三顆高軌衛星進行引力波探測。

有人擔心，美國方面的發現是否意味中國在這一領域的研究“晚了一步”，從而導致研究意義大減？李淼説，此次美國發現引力波對“天琴計劃”並無太大影響。LIGO此次發現引力波是孤立事件，仍需其他引力波實驗支持。中美兩國探測的源完全不一樣，科研目標也有所區別。中方的測距與美方差別很大，中方的測距(兩顆衛星之間的距離)是十幾萬公里，遠大於美國。茍利軍也持同樣看法。他説，引力波的研究是一項長期的任務，舉個簡單的例子，假如美國製造了一架天文望遠鏡，發現了一顆天體，那我們是不是只靠美國的望遠鏡來觀測宇宙就可以了？顯然不是，一項研究需要各個國家的共同努力來進行。

“美國、歐洲以及日本等主要經濟體都有計劃研究引力波，中方日後一定會在此領域加大研究力度。”李淼説。美國《大西洋月刊》網站11日稱，發現引力波的更為重要的意義，在於它標誌著宇宙研究新時代的開始：引力波天文學的到來。宇宙已經因此變成了一個有趣得多的地方。文章同時指出，這僅僅是個開端。歐洲規模相倣的引力波觀測臺(它正在進行與LIGO類似的升級)以及日本的“神樂”探測計劃將提供另外兩個觀測項目，從而組成一個全球引力波網絡。

李淼承認，中方目前在引力波研究方面與美國等國家還有一定差距。“第一是研究起步較晚(美國已經研究20多年)，第二是人才儲備不足。針對這種情況，中山大學會與一些著名研究機構加大人才交流與技術合作，促進中國在引力波研究方面的發展，在人才儲備上加大力度，儘量縮小與發達國家在引力波研究方面的差距。”他預測，引力波實驗日後會助力形成引力波天文學，研究引力波的天文機構將越來越多。中方日後一定會在此領域加大研究力度。（范淩志 蔻傑）