近期,國(guó)際上對(duì)引力波的探測(cè)似乎又有了新進(jìn)展。而近日中科院新疆天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)、“973”項(xiàng)目首席科學(xué)家王娜告訴記者,中科院和新疆維吾爾自治區(qū)近十年來(lái)一直聯(lián)合推進(jìn)的110米口徑全可動(dòng)射電望遠(yuǎn)鏡(簡(jiǎn)稱QTT)項(xiàng)目,其主要科學(xué)目標(biāo)之一就是利用脈沖星測(cè)時(shí)探測(cè)引力波,“目前,QTT科學(xué)目標(biāo)凝練和關(guān)鍵技術(shù)研究已基本成熟,我們完全有能力把QTT建設(shè)成為國(guó)際一流的科研裝置,支撐我國(guó)天文學(xué)家在引力波探測(cè)領(lǐng)域取得矚目成果”。
王娜介紹,依據(jù)引力波頻率和探測(cè)目標(biāo)源的不同,目前探測(cè)引力波的方法主要有三種,分別是:通過(guò)宇宙微波背景測(cè)量,如使用宇宙河外偏振背景成像儀(BICEP);利用脈沖星測(cè)時(shí)陣測(cè)量,依賴于大口徑射電望遠(yuǎn)鏡;依靠空間和地面激光干涉儀測(cè)量,如LIGO。
脈沖星測(cè)時(shí)陣(PTA)的探測(cè)目標(biāo)是長(zhǎng)周期持續(xù)性的引力波信號(hào),其主要觀測(cè)對(duì)象是星系超大質(zhì)量雙黑洞并合、宇宙暴漲殘余及宇宙弦等產(chǎn)生的引力波。這個(gè)方法探測(cè)的引力波幅度更大,持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng),探測(cè)距離更遠(yuǎn),可以直接探測(cè)傳統(tǒng)電磁波手段無(wú)法觀測(cè)的宇宙。這為認(rèn)識(shí)極早期宇宙性質(zhì)及結(jié)構(gòu)形成提供了重要的觀測(cè)資料。
此外,基于脈沖星測(cè)時(shí)陣的引力波探測(cè)技術(shù)還可以直接測(cè)量引力波的偏振特性和引力波速度,提供在引力輻射區(qū)檢驗(yàn)引力理論的可能性,這是脈沖星測(cè)時(shí)陣相對(duì)于當(dāng)前其他引力波探測(cè)的重要優(yōu)點(diǎn)。
“可以說(shuō),基于脈沖星測(cè)時(shí)陣的引力波探測(cè)技術(shù)是LIGO等項(xiàng)目的重要補(bǔ)充和有力競(jìng)爭(zhēng),是未來(lái)建立全波段引力波天文學(xué)的必經(jīng)之路,是探索基本相互作用規(guī)律的利器?!蓖跄日f(shuō)。
王娜進(jìn)一步指出,目前在推進(jìn)的QTT項(xiàng)目,對(duì)于最終取得大量?jī)?yōu)秀的探測(cè)數(shù)據(jù)和引力波研究成果非常重要。QTT的全可動(dòng)特點(diǎn)不僅可以觀測(cè)更多的脈沖星,還可以進(jìn)行更長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)觀測(cè)。更重要的是,QTT的高頻段觀測(cè)能夠在很大程度上可避免星際介質(zhì)對(duì)精確測(cè)時(shí)的影響。
當(dāng)前我們進(jìn)入引力波天文學(xué)時(shí)代,但是要像使用傳統(tǒng)電磁波一樣自如地應(yīng)用引力波,還需要很長(zhǎng)一段時(shí)間。事實(shí)上,我國(guó)與歐美的引力波研究設(shè)施相比還是存在很大的距離,希望QTT項(xiàng)目的建設(shè)可以為射電天文做出貢獻(xiàn)。