西藏阿里地区位于青藏高原北部,海拔高、空气稀薄,是世界上人口密度非常低的区域之一,有“世界屋脊的屋脊”之称。它凭借独特的地理位置与高海拔环境,成了诸多天文学家追捧的最佳“观天”地点。2016年12月,中科院高能物理所对外宣布,世界海拔最高原初引力波观测站在阿里开建。经过一年多如火如荼的建设,如今的原初引力波观测站是什么样?何时开始“观天”?带着这一系列大众关注的问题,记者连线了远在阿里的中科院国家天文台首席研究员姚永强。
北半球最佳观测地
探测原初引力波“迷踪”
据科学家分析,全球只有4个地方适合进行原初引力波探测:位于南半球的智利阿塔卡玛沙漠、南极,以及位于北半球的格陵兰岛和我国西藏阿里。“海拔越高,大气通透干燥、水汽含量越少,对于原初引力波探测的吸收及干扰就越小。”姚永强强调,寻找可行的观测地点对探测原初引力波很重要。
阿里原初引力波观测站的科研目标是,选取更大范围的北天区进行巡天观测,更好地避开前景污染,获取更高精度的数据资料;同时可与南天区观测数据对接,形成交叉检验与联合搜寻的完美数据集。因此,阿里原初引力波观测站将有望领先全球,最先探测到原初引力波。
“阿里计划”首席科学家张新民说:“我们希望给出一张北天区宇宙微波背景辐射激化最好的天图。”在这张天图中,就藏着原初引力波的“迷踪”。
一期观测仓主体完工
科研、生活功能区域划分明显
“阿里计划”,由阿里1号和阿里2号两部分组成,阿里1号的建设地点位于阿里地区行署所在地狮泉河镇以南约30公里的国家天文台阿里观测站。目前,阿里1号项目进展顺利,一期观测仓主体工程基本完工,年中将进入工程验收阶段。
阿里2号也已经开始前期调研,为将来的科研基地建设工作做铺垫。“在阿里1号阶段,如果能够搜寻探测到原初引力波图样,那么就已经算是取得了令人震撼的初步成功。更加灵敏的阿里2号望远镜设备将在更高海拔的地方选址建设,以期取得更好的观测数据及观测精度。”姚永强透露了阿里2号的部分内容。
通俗地说,一期观测仓就像是“阿里1号”望远镜的家。“其实,它就是一座普通建筑物,只是仓体四周加上了防风罩。”姚永强解释,“阿里1号”望远镜进场后,将架设在一期观测仓内,完成观测、数据搜集、汇总处理等一系列科研工作。而且,一期观测仓功能区域划分非常明显,包括设备区、生活保障区、实验室保障区等部分。接下来,以一期观测仓为中心的水电路网等配套保障基建工作将陆续展开。预计在今年下半年,一些科研设备将陆续运抵阿里,进场安装、调试,争取在2020年开始观测。
探索宇宙起源秘密
聆听创世纪大爆炸“余响”
原初引力波是爱因斯坦于1916年发表的广义相对论中提出的,它是宇宙诞生之初产生的一种时空波动,随着宇宙的演化而被削弱。科学家称原初引力波为创世纪大爆炸的“余响”。探测原初引力波是宇宙创生理论(如暴胀,反弹)的最直接检验。“原初引力波研究可以为探知宇宙世界的新手段打开大门。”对于大多数普通人无法理解的原初引力波,姚永强如此解释道。
阿里原初引力波观测站建成并运行,在中国将是第一次实现原初引力波探测实验,在世界上也是首次实现北半球地面原初引力波观测,将推动我国原初引力波研究进入国际前沿,同时促进我国低温超导亚毫米波探测技术的发展。
