近期,國際上對引力波的探測似乎又有了新進展。而近日中科院新疆天文臺臺長、“973”項目首席科學家王娜告訴記者,中科院和新疆維吾爾自治區近十年來一直聯合推進的110米口徑全可動射電望遠鏡(簡稱QTT)項目,其主要科學目標之一就是利用脈沖星測時探測引力波,“目前,QTT科學目標凝練和關鍵技術研究已基本成熟,我們完全有能力把QTT建設成為國際一流的科研裝置,支撐我國天文學家在引力波探測領域取得矚目成果”。
王娜介紹,依據引力波頻率和探測目標源的不同,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)的探測目標是長周期持續性的引力波信號,其主要觀測對象是星系超大質量雙黑洞并合、宇宙暴漲殘余及宇宙弦等產生的引力波。這個方法探測的引力波幅度更大,持續時間更長,探測距離更遠,可以直接探測傳統電磁波手段無法觀測的宇宙。這為認識極早期宇宙性質及結構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,提供在引力輻射區檢驗引力理論的可能性,這是脈沖星測時陣相對于當前其他引力波探測的重要優點。
“可以說,基于脈沖星測時陣的引力波探測技術是LIGO等項目的重要補充和有力競爭,是未來建立全波段引力波天文學的必經之路,是探索基本相互作用規律的利器。”王娜說。
王娜進一步指出,目前在推進的QTT項目,對于最終取得大量優秀的探測數據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,還可以進行更長時間的連續觀測。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對精確測時的影響。
當前我們進入引力波天文學時代,但是要像使用傳統電磁波一樣自如地應用引力波,還需要很長一段時間。事實上,我國與歐美的引力波研究設施相比還是存在很大的距離,希望QTT項目的建設可以為射電天文做出貢獻。