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欧洲杯网上投注阿里安排:从开始重力波中寻找宇宙源点

文章作者:互联网 上传时间:2020-02-27

印度也要建引力波观测台

传言是真的。经过十多年的探寻与数月的推算之后,激光干涉引力波天文台的研究人员表示,他们已经发现了引力波存在的证据。信号来自于距离地球400百万秒差距的两个黑洞的碰撞。

12月13日,中国科学院高能物理研究所牵头、国内多家科研单位参与的中美合作项目“阿里原初引力波探测实验”正式启动——在海拔5250米的高度,一座世界上最先进的、用于探测原初引力波的望远镜将于5年内建成并开始观测。阿里计划首席科学家、中国科学院高能物理研究所研究员张新民介绍:“阿里计划包括阿里一号、二号的研制与相关的科学研究,以及与美方合作,参加南极观测实验。通过阿里计划的实施,将我国原初引力波探测实验带入国际前沿。”香港大学教授苏萌认为:“西藏阿里是地球上迄今为止唯一一个可以实现北天区原初引力波观测的地点。未来,它将与南极观测站、智利观测站一道,成为三大观测原初引力波的世界级台址。”

电 在美国激光干涉引力波天文台宣布观测到引力波之后,印度内阁近日已经“原则上”同意在印度建立类似的引力波观测台。

这就像科学史上的一次登月计划我们做到了,我们登上了月球。物理学家、LIGO实验室执行主任戴维赖茨2月11日在美国华盛顿举行的新闻发布会上宣布。

原初引力波——隐藏宇宙起源的奥秘

据当地媒体报道,印度将建设的这个引力波观测台在技术上与美国的两个LIGO设施类似。印度政府将在15年的时间里为这个项目提供126亿卢比(约合1.85亿美元)的资助。来自印度理工学院、德里大学等十几个科研机构的科学家组成“印度引力波观测台联盟”将负责该设施的运行。

LIGO是由美国主导建设的两个引力波探测器,观测台站分别坐落于华盛顿州汉福德和路易斯安那州利文斯顿,10多个国家超过1000名科学家参与了这个搜寻引力波的项目。近日,《自然》杂志通过图片形式阐释了追踪物理学上这一最神秘猎物的历史进程。

中国科学技术大学教授蔡一夫说:“原初引力波,顾名思义,就是宇宙原初时期产生的引力波。”科学家们发现,引力波极其微弱,只有在类似黑洞合并等天体物理起源事件和宇宙形成早期剧烈的量子涨落,才可能产生能够被探测到的引力波。

引力波观测是科学界的热门领域。目前全球有多个已投入使用或正在建设中的观测设施,除了率先发现引力波的美国两个LIGO设施外,还有欧洲的VIRGO和日本的KAGRA等。中国也有相关的天琴计划和太极计划等。

1916年,在系统阐述其广义相对论之后,阿尔伯特爱因斯坦思考的一个问题是,当一个天体晃动时会发生什么。相对论发表第二年,他指出了该问题的答案,认为时空会产生涟漪,形成引力波,并以该天体为核心以光速向外扩散。他和其他物理学家随即开始了争论:预测的引力波是否存在,或者它仅是新数学推论结果造成的人为现象。爱因斯坦本人也曾先后若干次改变立场。

原初引力波蕴含着宇宙起源的奥秘——比如宇宙究竟是不是大爆炸产生的?是不是有过急剧膨胀的暴胀时期?蔡一夫说:“探测原初引力波,有利于研究暴胀这样一个极高能标的早期宇宙动力学过程。同时,原初引力波通常起源于极早期宇宙时空的量子涨落,对其进行研究有助于推进人们对量子引力等基本物理问题的理解。”

据悉,印度科学界自2011年就开始向政府游说相关计划,但一直没有下文。美国最近在引力波观测上的突破,使印度政府开始考虑推动该计划。印度总理莫迪在宣布相关消息后说:“希望印度能够凭借一个先进的引力波观测台作出更大的贡献。”

爱因斯坦最终成功了。LIGO创始人之一、物理学家Kip Thorne在谈及LIGO发现时空涟漪时如是说,他表示该理论为确定爱因斯坦的广义相对论提供了帮助。

建设望远镜只是探测原初引力波的第一步,之后依然面临很多困难。蔡一夫说:“我们实验测量的将是宇宙微波背景辐射,也就是CMB的偏振信号,原初引力波就藏在这里。但这些信号在138亿年的漫长历史当中会被各种天体因素所‘污染’,我们的一个重要科学任务就是从复杂的天图中抽丝剥茧,剔除可疑信号,提炼出原初引力波信号。”2014年,美国哈佛大学等领导的一个研究小组曾宣布测量到原初引力波,但因为无法排除银河系的辐射干扰,其结果没有被科学界承认。

印度引力波观测台联盟发言人塔伦:索拉迪普表示,他们已经考察了多个备选的建设站点,一旦资金到位,可能会在6年半到8年后让印度的引力波观测台开始运行。

马里兰大学学院市分校物理学家约瑟夫韦伯认为,引力波确实存在。1969年,他宣布用自己发明的一个探测器 一个约两米长、直径约1米宽的铝制圆柱体发现了引力波,当该探测器受到引力波撞击时会产生振铃效应。然而,他的研究结果却未能得到复制,而且该结果最终除了其本人以外,几乎遭到了所有物理学家的反对。尽管如此,他的研究依然吸引了很多研究人员加入到引力波探测的队列之中。

阿里——北半球探测原初引力波的最佳地点

《中国科学报》 (2016-02-24 第2版 国际)

得到更加广泛认可的一项发现来自于马萨诸塞大学阿默斯特分校的约瑟夫泰勒及其研究生罗素赫尔斯。两人于1974年发现了首颗脉冲双星,并将其命名为PSR B1913+16。它由在近距离轨道上相互作用的两颗中子星构成,而且它们在以爱因斯坦理论预测的精确速率向内呈螺旋状运行表明引力波可能在带走它们的能量。这一发现被认为是观察到引力波的间接证据,并让赫尔斯和泰勒摘得1993年的诺贝尔物理学奖桂冠,其获奖原因是:因为发现了新的脉冲星种类,该发现还开启了引力波研究的新可能性。

CMB地面实验由于对观测环境要求苛刻,需要在极端干燥的高海拔地区开展,迄今为止地面探测装置集中在美国的南极极点科考站与智利天文台,而长期以来缺乏北半球相应的观测平台实现对CMB北天区的观测。我国西藏阿里地区具有北半球已知的最佳观测条件,同时近年来在国家政策的大力支持下,基础设施的建设得到极大改善,交通、电力、网络通信的迅速发展为在阿里地区高海拔台址开展CMB实验提供了可能。

当麻省理工学院和加州理工学院的科学家递交了利用激光干涉测量技术寻找引力波的大型探测器计划后,很多研究人员表示强烈反对。他们担心该项目可能会分走对其他研究的大量资助,而且还可能会一无所获。但是美国国家科学基金会在1990年依然批准建设LIGO,并在1992年为该实验的双胞胎探测器进行了选址,即华盛顿州汉福德和路易斯安那州利文斯顿。相关设施于1999年竣工,并从2001年开始收集数据。2010年,在该探测器因为升级原因关停之前,尚未发现任何线索。

张新民说:“智利和南极的观测站都已经建成,对南半球可见天区进行了观测,但它们是无法观测北半球的可见天区的。”由于地理环境的限制,我国西藏与格陵兰岛是北半球两个可能的CMB观测台址,但格陵兰岛自然条件严酷,观测设施建设成本高昂,科学家们将目光对准了西藏阿里,“阿里计划建成后,将与南极、智利台址协同实现全天覆盖”。

2014年,南极天文台BICEP2合作团队宣称,发现引力波存在的一种不同证据。BICEP2研究人员表示,他们发现了B模式由宇宙大爆炸后产生的原初引力波发出的微弱微波信号。但是相关分析随后被证明是错误的:该信号是太阳系星际尘埃粒子形成的产物。

阿里计划——完成LIGO等不能胜任的工作

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