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2023-08-05 02:21
100多年前,爱因斯坦发表了广义相对论并预言引力波的存在。
20世纪70至80年代,引力波的存在得到间接证实;
2016年,科学家探测到百赫兹频段的引力波。
这两项发现先后获得诺贝尔物理学奖。
日前,有“中国天眼”之城的500米口径球面射电望远镜(FAST)探测到纳赫兹引力波存在的关键证据,表明我国纳赫兹引力波探测和研究同步达到世界领先水平。
探秘浩瀚宇宙,这一世界级的新发现有何价值?一起来看——
什么是纳赫兹引力波?
如同石头丢进水里会产生水波,引力波是由加速运动的有质量物体扰动周围时空而产生的时空涟漪。
赫兹是每秒时间内发生某一周期性事件的次数,纳赫兹意味着每秒内发生十亿分之一次,相当于大约31年才发生一次该事件。
当引力波的频率低至纳赫兹,就被称为纳赫兹引力波。
它就像宇宙中最低沉的“声音”等待人们去探索发现。
为何探测纳赫兹引力波?
引力波信号极其微弱,却是探测宇宙中不发光物质的直接手段。
由于更大质量的天体产生的引力波频率更低,对频率低至纳赫兹的引力波进行探测,对于理解超大质量黑洞、星系并合历史和宇宙大尺度结构形成等问题具有重要意义。
宇宙是怎么演化的?它或许能告诉我们答案。
如何探测纳赫兹引力波?
利用大型射电望远镜,长期观测一批自转极其规律的毫秒脉冲星,组成一个阵列,形成一个银河系尺寸大小的探测器,对纳赫兹引力波进行测量。
FAST犹如眼睛,一直盯着太空中的57颗毫秒脉冲星,持续记录脉冲信号。
在盯了3年5个月之后,中国脉冲星测时阵列(CPTA)研究团队基于独立开发的软件对数据进行分析研究,发现了具有纳赫兹引力波特征的四级相关信号的证据。
一个银河系大小的、飞在太空中的探测器——脉冲星测时阵列;
一台极其灵敏的射电望远镜——“中国天眼”FAST;
一群执着于探索宇宙奥秘的科学家帮助我们找寻到它的存在。
探测到纳赫兹引力波存在的关键证据意味着什么?
这是0到1的突破。
探测到纳赫兹引力波存在的关键证据,有望打开利用纳赫兹引力波探测宇宙的新窗口,同时也表明我国纳赫兹引力波探测和研究同步达到世界领先水平。
纳赫兹引力波探测灵敏度强烈依赖于观测时间跨度。
美国、欧洲、澳大利亚的研究团队分别开展了长达约20年的搜寻。
CPTA研究团队充分利用FAST的优良性能,以数据精度、脉冲星数量和数据处理算法上的优势,克服观测时间跨度较短的不利局面。
站在新窗口前,随着FAST观测数据的积累,我国科研团队将取得更多发现,它或将帮助我们揭开宇宙的神秘面纱。
(据新华社)