“這是一個劃時代的發(fā)現(xiàn)。”一頭銀發(fā)的中國科學院紫金山天文臺南極天文中心主任、首席科學家王力帆興奮之情溢于言表。

9天前，全球70多家天文臺共同宣布，人類首次直接探測到雙中子星合并產生的引力波及其伴隨的電磁信號。

在這次興奮了整個人類的天文學發(fā)現(xiàn)中，中國有兩臺望遠鏡參與了觀測。其中一個是南極天文中心設在南極“冰穹A”上的巡天光學望遠鏡AST3-2，這是中國望遠鏡首次觀測到引力波的輻射源，標志著我國天文研究步入國際先進。

近日，廣州日報全媒體記者走訪了中科院紫金山天文臺南極天文中心、南京天文光學技術研究所，解密中國科學家們如何“帶著裝備”加入探測引力波戰(zhàn)團的背后故事。

科學背景

引力波也被稱為“時空的漣漪”，1916年愛因斯坦基于廣義相對論預言，劇烈的天體會帶動周圍的時空一起波動。此后百年間，科學家一直在尋找引力波的存在，直到2015年人類首次探測到引力波，3名美國科學家因此獲得今年的諾貝爾物理學獎。

2017年8月17日，LIGO（激光干涉引力波天文臺）和VIRGO（歐洲“室女座”引力波探測器）共同探測到引力波事件GW170817，這是人類首次直接探測到雙中子星引力波，第一次同時探測到來自同一個天文星體的引力波與電磁波。

此前，人們觀測到的4例引力波事件均來自雙黑洞合并。而觀測雙中子星合并并產生了引力波和電磁波，將有助深入了解核物質的行為。

對發(fā)現(xiàn)引力波事件GW170817，中國科學院紫金山天文臺南極天文中心主任王力帆將它與哥白尼的日星說、開普勒發(fā)現(xiàn)橢圓形軌道、伽利略發(fā)現(xiàn)木星的衛(wèi)星等過往天文學重大發(fā)現(xiàn)相提并論。

好比汽車改變人類的發(fā)現(xiàn)

直到中午時分，工作繁忙、身材瘦削的王力帆才出現(xiàn)在記者眼前，他邀請記者去到紫金山天文臺外的小飯店共進午餐。

給自己簡單地點了一碗牛肉面，記者吃的是黑椒牛柳蓋飯。用餐間隙，天文學家王力帆詳細解釋了此次引力波事件的來龍去脈。

“這是一個劃時代的發(fā)現(xiàn)。我想，不光是天文學的標志性事件，若干年以后，當人們講到我們這個年代的科技時，也必然會提到這個發(fā)現(xiàn)，不是排第一，就是排第二。”王力帆說。

“我們處在人類社會科學技術大爆炸階段，建造創(chuàng)新型社會是必然的?？萍简寗诱谧屓祟惿鐣l(fā)生著深刻的變化?！弊屚趿Ψ吲d的是，中國望遠鏡探測到引力波的社會效應，就是能讓更多普通人越來越關心科技發(fā)展。

1994年，從中科大博士畢業(yè)，今年是王力帆入行天文學研究的第23年。說起他已灰白的頭發(fā)，他笑說與勤奮工作無關，“頭發(fā)早就白了，以前還嘗試染過，現(xiàn)在不想染了。”

作為中國首次觀測到引力波輻射源的望遠鏡項目負責人，王力帆說自己真正對天文感興趣還是在大學快畢業(yè)時。

他在母校中科大最初讀的是無線電專業(yè)，后來改讀天體物理。

20多年前，宇宙學在中國很少有人做，正好霍金來王力帆的學校作有關黑洞理論的報告。

當時王力帆聽到的宇宙大爆炸理論、星系形成的理論都還處在初級階段，因為觀測還不夠，很多預言都擺在那里沒有被證實。沒有被證實的假說，加上當時中科大優(yōu)越的科研環(huán)境，最后好奇心與進取心，激發(fā)了他研究天文學的興趣。

如同汽車給人類生活的改變一樣，王力帆認為，此次引力波事件GW170817也讓天文學家有了新的工具來研究宇宙。

“天文學家以后該如何使用望遠鏡都要好好考慮一下?！彼f。

天文“淘金熱”如何開始

與王力帆同樣興奮的，還有紫金山天文臺高能時域天文團組首席科學家吳雪峰，他專門研究伽馬射線暴，一種在此次雙中子星合并時產生的電磁波之一。

“這次，僅在LIGO觀測到引力波信號1.7秒后，美國費米太空望遠鏡就探測到名為GRB170817A的短伽馬射線暴。這是第一次確認中子星碰撞是短伽馬射線暴的一個來源，而這以前只是理論推測。這對我的研究非常重要?！?/p>

吳雪峰說，此次天文發(fā)現(xiàn)證實了宇宙中金、銀、稀土等超重元素是如何生成的。

更重要的是，人類從此又多了一種天文觀測方法，未來，人類可以利用電磁波、引力波、中微子、宇宙線等多種觀測手段相結合進行天文研究，“這開啟了一個多信使天文學的時代，就好比人觀察一頭大象，過去我們只能用眼睛去看，現(xiàn)在我們多了觀測手段，可以摸還可以聞，這樣我們描述的大象就會更真實、準確。”

已知的電磁波具有波粒二象性，那么傳播速度和電磁波一樣快的引力波是否也會有引力量子呢？吳雪峰向記者解釋，引力波極難監(jiān)測，它的頻率非常低，因此它主要以波的形式在宇宙中存在。

2019年將有更多數(shù)據(jù)

南極天文中心的朱鎮(zhèn)熹博士是2007年我國首批前往南極“冰穹A”架設望遠鏡的工作人員，整整十年過去了，我國的南極天文科考從無到有，從小到大，朱鎮(zhèn)熹都看在眼里。

談到這次AST3-2望遠鏡的表現(xiàn)，朱鎮(zhèn)熹非常自豪地表示：“我國現(xiàn)在已經成為南極科考強國。”

“當然，最艱辛的還是去南極科考的一線工作者?！敝戽?zhèn)熹說，這些年前往南極的科考隊員非常感謝國家海洋局極地考察辦公室、中國極地研究中心等單位的大力支持。走一趟南極，一來一回就是160天，南極的高寒缺氧環(huán)境更是常人難以忍受的。

吳雪峰、朱鎮(zhèn)熹均向記者透露，因為衛(wèi)星通信成本高，傳遞速度慢，AST3-2僅傳回了少量最精華的數(shù)據(jù)。預計我國科考隊員將會在2019年前往那里，將儲存所有原始數(shù)據(jù)的硬盤帶回國內，進行更深入的研究。