近期,國際上對引力波的探測似乎又有了新進(jìn)展。而近日中科院新疆天文臺臺長、“973”項目首席科學(xué)家王娜告訴記者,中科院和新疆維吾爾自治區(qū)近十年來一直聯(lián)合推進(jìn)的110米口徑全可動射電望遠(yuǎn)鏡(簡稱QTT)項目,其主要科學(xué)目標(biāo)之一就是利用脈沖星測時探測引力波,“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)成為國際一流的科研裝置,支撐我國天文學(xué)家在引力波探測領(lǐng)域取得矚目成果”。
王娜介紹,依據(jù)引力波頻率和探測目標(biāo)源的不同,目前探測引力波的方法主要有三種,分別是:通過宇宙微波背景測量,如使用宇宙河外偏振背景成像儀(BICEP);利用脈沖星測時陣測量,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量,如LIGO。
脈沖星測時陣(PTA)的探測目標(biāo)是長周期持續(xù)性的引力波信號,其主要觀測對象是星系超大質(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。這個方法探測的引力波幅度更大,持續(xù)時間更長,探測距離更遠(yuǎn),可以直接探測傳統(tǒng)電磁波手段無法觀測的宇宙。這為認(rèn)識極早期宇宙性質(zhì)及結(jié)構(gòu)形成提供了重要的觀測資料。
此外,基于脈沖星測時陣的引力波探測技術(shù)還可以直接測量引力波的偏振特性和引力波速度,提供在引力輻射區(qū)檢驗引力理論的可能性,這是脈沖星測時陣相對于當(dāng)前其他引力波探測的重要優(yōu)點。
“可以說,基于脈沖星測時陣的引力波探測技術(shù)是LIGO等項目的重要補(bǔ)充和有力競爭,是未來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。”王娜說。
王娜進(jìn)一步指出,目前在推進(jìn)的QTT項目,對于最終取得大量優(yōu)秀的探測數(shù)據(jù)和引力波研究成果非常重要。QTT的全可動特點不僅可以觀測更多的脈沖星,還可以進(jìn)行更長時間的連續(xù)觀測。更重要的是,QTT的高頻段觀測能夠在很大程度上可避免星際介質(zhì)對精確測時的影響。
當(dāng)前我們進(jìn)入引力波天文學(xué)時代,但是要像使用傳統(tǒng)電磁波一樣自如地應(yīng)用引力波,還需要很長一段時間。事實上,我國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項目的建設(shè)可以為射電天文做出貢獻(xiàn)。