“中國天眼”這項發(fā)現(xiàn) 有望打開探測宇宙的新窗口

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　　由中國科學院國家天文臺等單位科研人員組成的中國脈沖星測時陣列（CPTA）研究團隊，日前利用“中國天眼”FAST，探測到納赫茲引力波存在的關(guān)鍵性證據(jù)，標志著我國納赫茲引力波探測和研究同步達到世界領(lǐng)先水平，并有望打開利用納赫茲引力波探測宇宙的新窗口。

　　什么是納赫茲引力波？探測難度有多大？這一發(fā)現(xiàn)是如何取得的？新華社記者采訪權(quán)威專家，對此進行解讀。

　　“中國天眼”全景圖（維護保養(yǎng)期間拍攝）。新華社記者歐東衢 攝

　　引力波是由加速運動的有質(zhì)量物體擾動周圍時空而產(chǎn)生的時空漣漪，納赫茲引力波是其中的一種，因頻率低至納赫茲（10的負9次方赫茲）而得名。

　　“引力波信號極其微弱，卻是探測宇宙中不發(fā)光物質(zhì)的直接手段，探測引力波并利用引力波觀測宇宙，是天文學家長期以來追求的目標。”中國科學院國家天文臺/北京大學研究員李柯伽介紹。

　　20世紀70至80年代，引力波的存在得到間接證實，2016年，百赫茲頻段的引力波被探測到，這兩項發(fā)現(xiàn)先后獲得諾貝爾物理學獎。

　　天文學理論認為，更大質(zhì)量的天體產(chǎn)生的引力波頻率更低，宇宙中質(zhì)量最大的那些天體繞轉(zhuǎn)產(chǎn)生的引力波主要集中在納赫茲頻段。因此，探測納赫茲引力波對于理解超大質(zhì)量黑洞、星系并合歷史和宇宙大尺度結(jié)構(gòu)形成等問題具有重要意義。

　　“納赫茲引力波由于頻率極低，周期長達數(shù)年，波長可達數(shù)光年，使得探測工作十分具有挑戰(zhàn)性。”李柯伽介紹，利用大型射電望遠鏡對一批自轉(zhuǎn)極其規(guī)律的毫秒脈沖星進行長期測時觀測，是目前已知探測納赫茲引力波的唯一手段。

　　美國、歐洲、澳大利亞的研究團隊，已利用各自的大型射電望遠鏡，分別開展了約20年的納赫茲引力波搜尋。

　　“中國天眼”全景圖（維護保養(yǎng)期間拍攝）。新華社記者歐東衢 攝

　　此項研究中，CPTA研究團隊利用“中國天眼”，對57顆毫秒脈沖星進行了長期系統(tǒng)性監(jiān)測，并對時間跨度為3年5個月的數(shù)據(jù)進行分析研究，發(fā)現(xiàn)了具有納赫茲引力波特征的四極相關(guān)信號的證據(jù)，誤報率小于五十萬分之一。

　　“納赫茲引力波探測靈敏度強烈依賴于觀測時間跨度。CPTA研究團隊充分利用‘中國天眼’優(yōu)良性能，以數(shù)據(jù)精度、脈沖星數(shù)量和數(shù)據(jù)處理算法上的優(yōu)勢，使我國納赫茲引力波探測和研究同步達到世界領(lǐng)先水平。”中國科學院國家天文臺臺長常進院士說。

　　“隨著‘中國天眼’觀測數(shù)據(jù)的積累，我國科研團隊將取得更多發(fā)現(xiàn)。中國科學院國家天文臺將進一步加快納赫茲引力波探測科研攻關(guān)，助力打開利用納赫茲引力波探測宇宙的新窗口。”常進說。

　　記者：張泉、歐東衢

　　視頻來源：中國科學院國家天文臺