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　　近日,，歐洲科學(xué)家將擬議的愛因斯坦望遠鏡（ET）納入“歐洲研究基礎(chǔ)設(shè)施戰(zhàn)略論壇”（ESFRI）路線圖內(nèi)。ESFRI在歐洲研究基礎(chǔ)設(shè)施的決策中起關(guān)鍵作用，ET的設(shè)計目前已經(jīng)得到歐盟委員會及歐洲各地約40個研究機構(gòu)和大學(xué)的財團支持,。

　　據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)9月15日報道,，計劃中的ET是地基引力波探測器,，它將能夠發(fā)現(xiàn)更多黑洞和中子星并和事件,，從而測試愛因斯坦的廣義相對論并使引力波天文學(xué)變得更加精準,。

　　除ET外,，美國的激光干涉儀引力波天文臺（LIGO）正在升級,；日本和印度的引力波探測器的建造工作也在如火如荼地進行之中。

　　ET光學(xué)聯(lián)席主席,、英國思克萊德大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系主任斯圖爾特·里德教授說：“未來的引力波天文臺,，如ET等，有望幫助研究人員發(fā)現(xiàn)更多黑洞和中子星并和現(xiàn)象,，使我們能更好地描繪宇宙如何膨脹,，并觀察到全新的事件�,！�

　　引力波領(lǐng)域仍有大量未解之謎

　　中國國家天文臺研究員張承民對科技日報記者介紹說：“引力波是一種‘時空漣漪’,，類似石頭丟進水里產(chǎn)生的波紋。黑洞,、中子星等天體在碰撞合并過程中將產(chǎn)生引力波,。”

　　“引力波像其他的波一樣,，攜帶著能量和信息,。電磁波（宇宙微波背景輻射）只能讓我們看到大爆炸38萬年之后的景象，而引力波能夠讓我們回望宇宙大爆炸最初的瞬間,，檢驗宇宙大爆炸理論是否正確,，是人類認識宇宙的全新窗口”，張承民進一步解釋道,。

　　2015年9月,，LIGO探測到了由雙黑洞合并產(chǎn)生的引力波信號，這是人類歷史上首次直接探測到引力波,，這一發(fā)現(xiàn)印證了物理學(xué)大師愛因斯坦100年前的預(yù)言,。

　　2020年9月2日，LIGO和歐洲“處女座（Virgo）”引力波探測器攜手宣布,，探測到兩個質(zhì)量分別為85倍和65倍太陽質(zhì)量的恒星級黑洞并和產(chǎn)生的引力波,，這兩個黑洞并和形成了一個142倍太陽質(zhì)量的黑洞，碰撞釋放出的8倍太陽質(zhì)量的能量以引力波形式彌散于宇宙中,，被上述兩大引力波“捕手”捕獲,。

　　新發(fā)現(xiàn)的142倍太陽質(zhì)量的黑洞是迄今發(fā)現(xiàn)的第一個“中等質(zhì)量”黑洞，此前科學(xué)家從未發(fā)現(xiàn)質(zhì)量是太陽100到1000倍的黑洞,。

　　該研究報告共同作者,、意大利帕多瓦大學(xué)天體物理學(xué)家,、“處女座”團隊成員米夏埃拉說：“這是處于該質(zhì)量范圍的黑洞的第一項證據(jù)，可能帶來黑洞天體物理學(xué)的范式轉(zhuǎn)變,�,！�

　　張承民表示：“此次探測也證明宇宙中仍然存在大量我們以前未知的”。

　　多款下一代探測器將上線

　　為進一步揭示宇宙之謎,，科學(xué)家們需要新一代引力波望遠鏡,。

　　張承民說：“ET將使科學(xué)家能探測到整個宇宙中兩個中等質(zhì)量黑洞的合并，并有助了解其演化歷程”,。

　　據(jù)張承民介紹,，ET地下探測器將由6個V形干涉儀組成，它們被排列成等邊三角形,，每邊長度為10公里,，該望遠鏡將使用激光來測量大規(guī)模和劇烈的天體物理事件對時空的拉伸和擠壓。

　　物理學(xué)家組織網(wǎng)在報道中指出,，ET有望于本世紀30年代中期上崗，科學(xué)家們目前正在對兩個建設(shè)站點進行評估,，預(yù)計將在未來五年內(nèi)確定建設(shè)地點,。

　　里德說：“ET獨特的三角形形狀將通過天體物理學(xué)的信號提供更多信息；更好地定位引力波在天空中的來源,，并通過在強引力場中測試愛因斯坦的引力理論來推動科學(xué)家對物質(zhì)和引力行為的理解”,。

　　此外，其他引力波探測器的升級和建造計劃也在進行中,。

　　據(jù)英國《自然》雜志2019年2月中旬報道,，英美兩國2月14日宣布，從2023年開始,，LIGO將進行2015年以來最重大的一次技術(shù)升級——所謂的“先進LIGO+”（ALIGO+）項目,。

　　格拉斯哥大學(xué)的物理學(xué)家肯·斯特恩表示，如果一切按計劃進行,，LIGO將能夠發(fā)現(xiàn)距離地球325百萬秒差距（約10億光年）范圍內(nèi)發(fā)生的中子星合并事件,，相比ALIGO +升級前的設(shè)計探測精度（173百萬秒差距），這次升級幾乎將LIGO的探測精度提高了一倍,。諾貝爾獎得主,、LIGO前主任巴里·巴里什則表示，此次升級不僅會提高探測頻率,，同時也將提高觀測質(zhì)量,。“例如,，降低噪音將使研究人員能了解黑洞在合并之前是如何自旋的,，這將為研究黑洞的歷史提供線索”。

　　張承民補充說：“下一代引力波探測器還包括歐洲的激光干涉儀空間天線（LISA）計劃。LISA由三個衛(wèi)星激光干涉探測器組成,，旨在探測超大質(zhì)量黑洞并合的低頻引力波信號,。LISA已在2015年發(fā)射關(guān)鍵技術(shù)衛(wèi)星，預(yù)計2034年發(fā)射3顆衛(wèi)星組成邊長為百萬公里量級的等邊三角形星座”,。

　　日本“神岡引力波探測器”（KAGRA）由諾貝爾獎得主梶田隆章坐鎮(zhèn)指揮,，于2010年正式啟動，建設(shè)成本約150億日元,，由兩條3公里長的激光干涉臂組成,。我國的清華大學(xué)、北京師范大學(xué)等也是KAGRA的合作伙伴,。無獨有偶,，LIGO實驗室和印度引力波物理學(xué)界此前達成協(xié)議，計劃把LIGO的一部分實驗設(shè)備運往印度,，在印度建造“LIGO-印度（LIGO-India）”引力波觀測站,，其有望2025年后投入運行。

　　中國引力波探測如火如荼

　　我國的引力波探測活動也進行得如火如荼,。

　　張承民說：“我國正在進行的引力波探測計劃有三個：兩個空間和一個地面項目,，分別是中科院推動的‘太極計劃’和中山大學(xué)主導(dǎo)的‘天琴計劃’，以及中科院高能所牽頭的‘阿里計劃’”,。

　　張承民進一步介紹道,，“太極”和“天琴”類似于LISA計劃�,！疤珮O”和“天琴”的干涉臂分別是幾十萬公里和17萬公里,，擬探測的引力波頻率介于LIGO和LISA之間�,！疤珮O”和“天琴”可以探測雙白矮星并合以及幾萬倍太陽質(zhì)量的大黑洞并合,，這擴展了LISA的低頻引力波探測頻段；而LIGO探測到的是高頻引力波,，由恒星級質(zhì)量黑洞和中子星彼此并合而產(chǎn)生,。

　　“太極一號”和“天琴一號”衛(wèi)星分別于2019年8月31日和2019年12月20日成功發(fā)射，正在進行前期技術(shù)驗證,，試驗和發(fā)展空間引力波探測器的兩個精密技術(shù),，即空間慣性基準和激光干涉測距。

　　我國的地面引力波項目“阿里計劃”與美國物理學(xué)家合作進行,，2016年正式啟動,，在海拔5100米的西藏阿里地區(qū)建設(shè)，旨在進行宇宙原初引力波探測,，目前進展順利,，預(yù)計2022年后投入先期試驗觀測,。

　　有望揭示更多宇宙奧秘

　　張承民說：“在可預(yù)見的未來，這么多引力波探測器組團上線,，將幫助科學(xué)家們進一步揭示宇宙的奧秘”,。

　　“ET的精度將高于LIGO；而LISA將開啟認識宇宙超級大質(zhì)量黑洞新時代”,，張承民強調(diào)說,。

　　對此，張承民進一步解釋道,，首先,，我們可以期待獲得更多黑洞-黑洞并和、黑洞-中子星并和,、中子星-中子星并和事件,，極大豐富人類關(guān)于宇宙的認知視野；其次,，探測精度的提升可以針對黑洞自旋進行測量,，這擴展了我們對黑洞的更新理解；再次,，從幾百到幾百萬倍太陽質(zhì)量的中等黑洞和超級大黑洞也是預(yù)想目標,，這些測量可能刷新人類對全新的宇宙家園的認識；最后,，新的大科學(xué)探測裝置投入也可能獲得完全預(yù)料之外的新發(fā)現(xiàn)。

　　張承民指出：“畢竟人類關(guān)于宇宙的定量探索還處于摸索階段,，面對浩瀚而漫長的138億年宇宙,，人類不過幾百萬年，而科學(xué)探索僅僅幾百年,。我們常常無知地以為人類是宇宙最偉大的生命,，然而事實正如愛因斯坦所言：宇宙像一個無限延伸的球，我們走的越遠,，遇到的問題越多”,。

　　蓬勃發(fā)展的引力波探測裝置，即將給人們呈現(xiàn)出美妙的宇宙交響樂章,，讓我們管窺宇宙的浩渺和神秘,。