“中国天眼”这项发现 有望打开探测宇宙的新窗口

由中国科学院国家天文台等单位科研人员组成的中国脉冲星测时阵列（CPTA）研究团队，日前利用“中国天眼”FAST，探测到纳赫兹引力波存在的关键性证据，标志着我国纳赫兹引力波探测和研究同步达到世界领先水平，并有望打开利用纳赫兹引力波探测宇宙的新窗口。什么是纳赫兹引力波？探测难度有多大？这一发现是如何取得的？新华社记者采访权威专家，对此进行解读。

“中国天眼”全景图（维护保养期间拍摄）。新华社记者欧东衢 摄

引力波是由加速运动的有质量物体扰动周围时空而产生的时空涟漪，纳赫兹引力波是其中的一种，因频率低至纳赫兹（10的负9次方赫兹）而得名。

“引力波信号极其微弱，却是探测宇宙中不发光物质的直接手段，探测引力波并利用引力波观测宇宙，是天文学家长期以来追求的目标。”中国科学院国家天文台/北京大学研究员李柯伽介绍。

20世纪70至80年代，引力波的存在得到间接证实，2016年，百赫兹频段的引力波被探测到，这两项发现先后获得诺贝尔物理学奖。

天文学理论认为，更大质量的天体产生的引力波频率更低，宇宙中质量最大的那些天体绕转产生的引力波主要集中在纳赫兹频段。因此，探测纳赫兹引力波对于理解超大质量黑洞、星系并合历史和宇宙大尺度结构形成等问题具有重要意义。

“纳赫兹引力波由于频率极低，周期长达数年，波长可达数光年，使得探测工作十分具有挑战性。”李柯伽介绍，利用大型射电望远镜对一批自转极其规律的毫秒脉冲星进行长期测时观测，是目前已知探测纳赫兹引力波的唯一手段。

美国、欧洲、澳大利亚的研究团队，已利用各自的大型射电望远镜，分别开展了约20年的纳赫兹引力波搜寻。

“中国天眼”全景图（维护保养期间拍摄）。新华社记者欧东衢 摄

此项研究中，CPTA研究团队利用“中国天眼”，对57颗毫秒脉冲星进行了长期系统性监测，并对时间跨度为3年5个月的数据进行分析研究，发现了具有纳赫兹引力波特征的四极相关信号的证据，误报率小于五十万分之一。

“纳赫兹引力波探测灵敏度强烈依赖于观测时间跨度。CPTA研究团队充分利用‘中国天眼’优良性能，以数据精度、脉冲星数量和数据处理算法上的优势，使我国纳赫兹引力波探测和研究同步达到世界领先水平。”中国科学院国家天文台台长常进院士说。

“随着‘中国天眼’观测数据的积累，我国科研团队将取得更多发现。中国科学院国家天文台将进一步加快纳赫兹引力波探测科研攻关，助力打开利用纳赫兹引力波探测宇宙的新窗口。”常进说。

记者：张泉、欧东衢

视频来源：中国科学院国家天文台

来源：新华社