▲美國科研人員11日宣布,首次探測到引力波
▲美國激光干涉引力波天文臺探測地點
北京時間2月11日夜間,美國國家科學基金會(NSF)宣布人類首次直接探測到了引力波,引發(fā)全世界關(guān)注。與此同時,有消息稱中山大學也在2015年啟動了中國本土重大的引力波探測工程“天琴計劃”。
昨日,北京青年報記者從中山大學求證得知,中山大學確實在進行關(guān)于引力波探測工程“天琴計劃”的研究?!安⒎蔷W(wǎng)上所說的是‘炒作’”,研究的初步想法產(chǎn)生于2014年,已于2015年7月份正式啟動了此項研究計劃。
北青報記者從引力波論文作者之一、LIGO科學聯(lián)盟核心成員、加州理工學院陳雁北教授那里了解到,早在去年中山大學就已經(jīng)與陳教授在關(guān)于“天琴計劃”的研究方面上取得了聯(lián)系,并一直在討論如何幫助“天琴計劃”更好地實施。
“國內(nèi)有許多大學、科研組織等雖沒有進行相關(guān)的實驗,但是都有參與引力波的研究討論。”陳教授說。
中山大學天文與空間科學研究院院長李淼教授——
中大將在山上建五千平方米觀測區(qū)
“天琴計劃”的消息一經(jīng)發(fā)布便引起了廣泛的熱議。昨日,從事“天琴計劃”研究的中山大學天文與空間科學研究院院長李淼教授接受了北青報記者采訪。
計劃將持續(xù)20年 發(fā)射六顆衛(wèi)星助研究
北青報:“天琴計劃”最初是什么時候開始的?
李淼(中山大學天文與空間科學研究院院長):想法是2014年的時候就有的,2015年時候啟動的。
北青報:為什么想做關(guān)于引力波的研究?
李淼:最開始提出研究想法的是羅俊校長。其實中國已經(jīng)就引力波的研究討論了將近10年的時間了,羅校長認為我們中國也可以有、需要有這種立足本國的與國際合作的大的科學研究項目。
北青報:“天琴計劃”是什么樣的科研計劃,需要如何實施?
李淼:“天琴 計劃”是一項很大的科研工程,分為四個部分來進行。簡單地說,首先是“月地測距”,就是月亮到地球的距離。這在中國是從來沒有過的首次測量。通過測距測得月亮以及地球的動態(tài)變化。同時檢驗牛頓萬有引力常數(shù)的變化。
“月地測距”研究過后會發(fā)射一顆衛(wèi)星做“天琴”前期的研究,來驗證愛因斯坦廣義相對論中的原理,以及“天琴”未來研究所需要的技術(shù)。
而后發(fā)射兩顆衛(wèi)星,一前一后繞著地球轉(zhuǎn),通過兩顆衛(wèi)星之間的激光測距來測兩顆衛(wèi)星之間距離的變化,由此可測量出地球質(zhì)量的分布、內(nèi)部的礦產(chǎn)資源等等。
最后,放三顆衛(wèi)星到距地球50萬公里的高軌上,主要用來測量引力波。
“天琴計劃”第一步正在啟動立項 準備建五千平方米天文觀測區(qū)
北青報:現(xiàn)在“天琴計劃”進行得怎么樣了,進展到哪一步了?
李淼:四個部分要一步步地來,現(xiàn)在才剛剛開始,第一步正在啟動、立項。
北青報:“天琴計劃”會在哪里開展?
李淼:我們已經(jīng)計劃在中山大學珠海校區(qū)建設(shè)“天琴”的研究中心,初期計劃中心占地面積約三萬平方米,會在鳳凰山中建立約一萬平方米的實驗室,山上建設(shè)約5000平方米的天文觀測區(qū)。
課題組曾在網(wǎng)絡(luò)上招人
北青報:“天琴計劃”是中山大學自己研究的還是合作項目?
李淼:是以中山大學為主與其他大學聯(lián)合研究的項目,同時也會有國際上的合作,與俄羅斯合作,也不排除與歐美等國家作交流。
北青報:會不會同已參與美國引力波研究的清華大學科研組合作?
李淼:不排除這種可能性,與清華大學以及國內(nèi)其他大學合作,這個項目需要國內(nèi)各個方面人才間的合作。
北青報:之前課題組在網(wǎng)絡(luò)上招人,現(xiàn)在招得怎么樣了?
李淼:是有招人,現(xiàn)在還在逐步發(fā)展,但是依然不太滿意,開學之后會想新的辦法。
北青報:現(xiàn)在有與參與引力波研究的LIGO科學聯(lián)盟專家接觸過嗎?
李淼:是的,是有與加州理工的陳雁北教授有接觸。
北青報:現(xiàn)在有開展關(guān)于“天琴計劃”相關(guān)的課程嗎?
李淼:課程沒有開設(shè),但是我們有計劃會在未來培養(yǎng)一些關(guān)于此方面的人才。
否認曾預(yù)估研究經(jīng)費需要150億
北青報:“天琴計劃”所需的研究費用是否如網(wǎng)傳的在150億左右?
李淼:我們從來沒有給出過“天琴計劃”的具體預(yù)估研究費用是多少,我也不知道這150億是從哪里來的,很可能是因為最早時候我們給出過100億到200億之間,所以被他人傳出了150億的預(yù)估。
北青報:“天琴計劃”需要的資金很龐大,所需的資金有多少?
李淼:“天琴計劃”是20年的計劃,資金只能隨著研究一步步地來,現(xiàn)在無法嚴格預(yù)估出需要多少錢。
北青報:研究的資金來源呢?
李淼:每一個部分都不一樣,因為資金過于龐大,來源也是多方面的,不排除地方、民間企業(yè)的贊助。
“天琴計劃”立項審核尚需一步一步進行
北青報:“天琴計劃”是2015年就有的項目,為何現(xiàn)在才發(fā)布?
李淼:所有的大科學研究都會涉及很多方面,無法一開始就向外界發(fā)布。
北青報:2015年就啟動的項目為何現(xiàn)在還在立項中?
李淼:所謂啟動只是中山大學在啟動,而立項需要每一個部門進行立項審核,需要一步一步來進行。
北青報:“天琴計劃”與美國的研究有何區(qū)別?
李淼:主要的區(qū)別在于最后一步,美國研究的是地面探索,我們所研究的是太空的探索,是完全不同的研究,探索的方向是不同的。
文/實習記者 王天琪
講述
LIGO核心成員陳雁北——
“天琴計劃”與LIGO的探測方式不同
在美國國家科學基金和歐洲引力天文臺11日宣布首次觀測到引力波的消息后,一直“默默無聞”的中國本土引力波探測工程“天琴計劃”被媒體報道出來,一時有關(guān)“天琴計劃”是效顰還是開創(chuàng)之舉的討論非常熱烈。LIGO科學聯(lián)盟核心成員、加州理工學院教授陳雁北昨天接受國內(nèi)媒體采訪時表示,國內(nèi)科學界尚沒有引力波的實驗項目,希望此次LIGO探測到引力波的事實,能夠?qū)Α疤烨儆媱潯逼鸬酵苿幼饔谩?/p>
廣州中山大學于去年7月啟動“天琴計劃”,目前正在立項中。完成全部4個子計劃大約需要20年時間,投資約150億元人民幣。中山大學校長羅俊此前曾透露,學校將在珠海校區(qū)鳳凰山挖山洞,建立山洞超靜實驗室。此外,激光測距地面臺站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已經(jīng)啟動,部分關(guān)鍵技術(shù)研究也有了具體進展。
作為直接參與LIGO探測引力波工作的科學家,陳雁北教授告訴北京青年報記者,國內(nèi)雖然還沒有引力波的實驗項目,但已經(jīng)有了一些研究團隊:包括北師大的朱宗宏、張帆教授在研究引力波天文學;中科院有學者曾想推動中國空間探測引力波的項目;中科院一些科學家還參與了歐洲合作的空間引力波探測項目;當然還有清華大學團隊直接參與了LIGO的探測工作。
對于“天琴計劃”與LIGO探測的關(guān)系,陳雁北教授表示,中山大學的羅俊院士是中國引力物理界的領(lǐng)軍人物,他對引力常數(shù)的測量、引力定律檢驗的研究,都處于世界的前沿。羅院士的團隊提出的“天琴計劃”與LIGO的探測方式截然不同:LIGO是在地面探測引力波,而“天琴計劃”是想在空間中進行測量。“空間中,我們可以測量頻率更低的引力波。一方面可以從側(cè)面驗證LIGO引力波源、引力波傳播的性質(zhì),另一方面,也可能探測到大質(zhì)量甚至超大質(zhì)量的黑洞。我希望這次LIGO探測到引力波,對‘天琴計劃’是一個推動。”陳雁北教授認為,“天琴計劃”現(xiàn)在處于起始階段,還在論證天文學上的意義、儀器上的可行性等。國內(nèi)科學家們還要討論如何把它變得更完善,需要一個理論物理學家、實驗物理學家、天文學家們討論的過程。雖然大家對中國空間引力波探測的研究還沒有太多共識,但LIGO探測到引力波的事實可以成為一個契機,讓大家考慮一下,下一步中國應(yīng)該怎樣最好地發(fā)揮自身特點,在引力波的研究中找到一個有自己特色的發(fā)展方向。
清華大學LSC研究團隊負責人曹軍威研究員也認為,中國在引力波方面的研究基礎(chǔ)還相對薄弱,目前尚沒有自主建設(shè)的引力波天文臺。隨著國際上引力波直接觀測的成功和引力波天文學時代的開啟,中國亟需自主建設(shè)引力波天文臺,一是要腳踏實地從培養(yǎng)人才入手;二是要有開放合作的心態(tài),充分借鑒國際上已有的研究和實驗成果;三是要大力加強科學目標引領(lǐng)下的跨領(lǐng)域合作,才有可能帶動一系列的技術(shù)創(chuàng)新和科學發(fā)現(xiàn),進一步推動我國引力波科學研究的發(fā)展。
文/本報記者 雷嘉
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