「阿里計劃」項目進展順利 預計下半年設備進場安裝調試
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圖由姚永強提供
西藏阿里地區位於青藏高原北部,海拔高、空氣稀薄,是世界上人口密度非常低的區域之一,有「世界屋脊的屋脊」之稱。它憑藉獨特的地理位置與高海拔環境,成了諸多天文學家追捧的最佳「觀天」地點。2016年12月,中科院高能物理所對外宣布,世界海拔最高原初引力波觀測站在阿里開建。經過一年多如火如荼的建設,如今的原初引力波觀測站是什麼樣?何時開始「觀天」?帶著這一系列大眾關注的問題,記者連線了遠在阿里的中科院國家天文台首席研究員姚永強。
北半球最佳觀測地 探測原初引力波「迷蹤」
據科學家分析,全球只有4個地方適合進行原初引力波探測:位於南半球的智利阿塔卡瑪沙漠、南極,以及位於北半球的格陵蘭島和我國西藏阿里。「海拔越高,大氣通透乾燥、水汽含量越少,對於原初引力波探測的吸收及干擾就越小。」姚永強強調,尋找可行的觀測地點對探測原初引力波很重要。
阿里原初引力波觀測站的科研目標是,選取更大範圍的北天區進行巡天觀測,更好地避開前景污染,獲取更高精度的數據資料;同時可與南天區觀測數據對接,形成交叉檢驗與聯合搜尋的完美數據集。因此,阿里原初引力波觀測站將有望領先全球,最先探測到原初引力波。
「阿里計劃」首席科學家張新民說:「我們希望給出一張北天區宇宙微波背景輻射激化最好的天圖。」在這張天圖中,就藏著原初引力波的「迷蹤」。
一期觀測倉主體完工 科研、生活功能區域劃分明顯
「阿里計劃」,由阿里1號和阿里2號兩部分組成,阿里1號的建設地點位於阿里地區行署所在地獅泉河鎮以南約30公里的國家天文台阿里觀測站。目前,阿里1號項目進展順利,一期觀測倉主體工程基本完工,年中將進入工程驗收階段。
阿里2號也已經開始前期調研,為將來的科研基地建設工作做鋪墊。「在阿里1號階段,如果能夠搜尋探測到原初引力波圖樣,那麼就已經算是取得了令人震撼的初步成功。更加靈敏的阿里2號望遠鏡設備將在更高海拔的地方選址建設,以期取得更好的觀測數據及觀測精度。」姚永強透露了阿里2號的部分內容。
通俗地說,一期觀測倉就像是「阿里1號」望遠鏡的家。「其實,它就是一座普通建築物,只是倉體四周加上了防風罩。」姚永強解釋,「阿里1號」望遠鏡進場後,將架設在一期觀測倉內,完成觀測、數據搜集、匯總處理等一系列科研工作。而且,一期觀測倉功能區域劃分非常明顯,包括設備區、生活保障區、實驗室保障區等部分。接下來,以一期觀測倉為中心的水電路網等配套保障基建工作將陸續展開。預計在今年下半年,一些科研設備將陸續運抵阿里,進場安裝、調試,爭取在2020年開始觀測。
探索宇宙起源秘密 聆聽創世紀大爆炸「餘響」
原初引力波是愛因斯坦於1916年發表的廣義相對論中提出的,它是宇宙誕生之初產生的一種時空波動,隨著宇宙的演化而被削弱。科學家稱原初引力波為創世紀大爆炸的「餘響」。探測原初引力波是宇宙創生理論(如暴脹,反彈)的最直接檢驗。「原初引力波研究可以為探知宇宙世界的新手段打開大門。」對於大多數普通人無法理解的原初引力波,姚永強如此解釋道。
阿里原初引力波觀測站建成並運行,在中國將是第一次實現原初引力波探測實驗,在世界上也是首次實現北半球地面原初引力波觀測,將推動我國原初引力波研究進入國際前沿,同時促進我國低溫超導亞毫米波探測技術的發展。


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