“中國天眼”這項發(fā)現(xiàn) 有望打開探測宇宙的新窗口
2023-07-15 14:32:53??????點擊：
由中國科學(xué)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。
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(xué)家長期以來追求的目標?！敝袊茖W(xué)院國家天文臺/北京大學(xué)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(xué)獎。
天文學(xué)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?！崩羁沦そ榻B，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。
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?！?span>中國科學(xué)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(xué)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?！背＿M說。
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