中国引力波探测工程“天琴计划”正在立项

北京时间2月11日23点30分，美国国家科学基金会(NSF)宣布人类首次直接探测到了引力波，印证了爱因斯坦的预言。记者12日从广州中山大学了解到，中国本土重大引力波探测工程“天琴计划”已经于2015年7月份正式启动，部分关键技术研究已有具体进展，目前正在立项中。

据介绍，中山大学“天琴计划”是以引力波研究为中心，开展空间引力波探测计划任务的预先研究，制定中国空间引力波探测计划的实施方案和路线图，并开展关键技术研究。

根据此前的设想，“天琴计划”主要将分四阶段实施：第一阶段完成月球/卫星激光测距系统、大型激光陀螺仪等天琴计划地面辅助设施；第二阶段完成无拖曳控制、星载激光干涉仪等关键技术验证，以及空间等效原理实验检验；第三阶段完成高精度惯性传感、星间激光测距等关键技术验证，以及全球重力场测量；第四阶段完成所有空间引力波探测所需的关键技术，发射三颗地球高轨卫星进行引力波探测。

完成全部四个子计划，大约需要二十年的时间，投资大约150亿元人民币。

据介绍，中山大学珠海校区将建设“天琴计划”所需的地面研究基础设施。中山大学校长罗俊此前曾透露，学校将在珠海校区凤凰山挖山洞，建立山洞超静实验室。此外，激光测距地面台站基础设施建设已经启动，部分关键技术研究也已经有具体进展。“我们将做一个空间，三颗卫星通过激光连接的探测器，来探测引力波是否存在。”

此次欧洲科学家率先探测到了引力波，印证了爱因斯坦的预言，对于实施“天琴计划”的影响如何？中山大学天文与空间科学研究院院长李淼表示，“这个发现仅仅是人类探测引力波的开端，因为这个发现仅仅限于可能辐射引力波很多种源中的一种，即合并的双黑洞系统，且处于银河系外。”

李淼介绍，中国目前在进行的引力波研究，主要还是胡文瑞等科学家将要参加的欧洲引力波探测ELISA项目，而中山大学“天琴计划”是中国本土的重大引力波探测工程，目前正在推进中。由于尚未获得政府部门的立项，目前还不能确立未来的发展方向。

据了解，“天琴计划”将需要一百人左右的教师团体，四五百人的研究、工程技术人员以及博士后。为此，中山大学此前发布招聘启示，面向全球招募人才。

李淼表示，引力波的发现，将会进一步刺激各国的研究进度，世界各地的引力波研究计划将很快推进，中国本土研究的进展也会加快。

佰佰安全网科普：捕捉引力波为啥这么难？

引力波是非常弱的一种信号，弱到连爱因斯坦本人都曾怀疑能否建造足够灵敏的探测器，探测引力波很长一段时间内被视为“不可能完成的任务”。

20世纪90年代起，大型激光干涉仪引力波探测器开始在全球范围内兴建，真正拉开了引力波探测黄金时代的序幕。

美国分别在路易斯安那州利文斯顿市与华盛顿州小城汉福德市建造了两个激光干涉引力波探测器（LIGO）。LIGO拥有巨大的L形测量臂，每边各有4千米长，两端设有反射镜面。发出的一束激光沿着L形互相垂直的两边前进并被来回反射。一般情况下，激光由于干涉而互相抵消，探测器接收不到光信号，但一旦引力波经过，便会改变激光通过的距离，从而被观测到。探测引力波需要探测器具有极高的灵敏度，还需区分开来引力波信号和环境或仪器噪声。

2015年9月14日北京时间17点50分45秒，位于利文斯顿与汉福德的两台探测器同时观测到了后来被命名为GW150914的引力波信号。科学家们通过进一步的数据分析还证实了这是两个黑洞合并的事件。

在当天的记者会上，也有人问所探测到的引力波信号是不是好得过头了？LIGO项目科学家的回答是，他们花了几个月的时间进行验证，这也是为什么去年9月探测到引力波信号，却拖到今天才宣布。这些科学家还相信，随着探测器灵敏度的提高，今年应该会探测到更多引力波信号。

探测到引力波有多重要？

包括中国科学家在内的多国科学家认为，新发现不仅填补了广义相对论实验验证中最后一块缺失的拼图，让现代物理学的根基更加坚实，也意味着科学家抓住了揭开宇宙奥秘的“钥匙”，有助于了解宇宙的起源和运行机制。

英国著名理论物理学家斯蒂芬·霍金表示：“引力波提供了一种人们看待宇宙的全新方式。（人类）探测到引力波的这种能力，很有可能引发天文学革命。”

南非夸祖鲁-纳塔尔大学的引力波研究专家马寅哲说，天文学的发现几百年以来主要靠电磁光谱的测量，射电、光学、红外、X射线等天文观测手段均是在收集光，靠“看”观测宇宙。引力波的发现则将从“听”这一完全不同的角度进行天文观测，引力波天文学这一学科的大门彻底被打开。引力波将成为检验爱因斯坦相对论、探测黑洞质量、测量宇宙距离等基本问题的新窗口。

参与该项目的美国宾夕法尼亚州立大学科学家查德·汉娜说，我们无法预测引力波天文学将如何改变对宇宙的基本认知，就像伽利略用他的小望远镜预测不了哈勃太空望远镜展现给我们的宇宙那样，“我们可以预期的是，100年后我们的后辈所知道的将与我们所知道的有天壤之别”。

( 责任编辑: 刘长利 )