中国科学院公布中国空间引力波探测计划——太极计划

　　原标题：中国科学院公布中国空间引力波探测计划——太极计划

　　国际在线报道（记者 单姗）：哲学家康德说过，世界上有两样东西值得我们敬畏并仰望终生，那就是头顶的星空和心中的道德律。千百年来，人类也从来没有停止过对宇宙星空的探索。近日，美国科学家宣布探测到引力波的存在，引发世界关注。中国的科学家在引力波的研究领域也从来没有停下探索的脚步。

　　16日，中国科学院公布了空间引力波探测与研究的“太极计划”。之所以名为“太极”，是因为中国的宇宙观认为，万物始于“太极”，探测原始引力波就是研究宇宙的起源，而太极的形象跟双黑洞恰好很相似。或许在不远的将来，我们能够通过中国的卫星，收集到更多来自外太空的声音。

　　2016年2月11日，简称“LIGO”的美国“激光干涉引力波天文台”负责人宣布，科学家首次直接探测到引力波。这距离1915年爱因斯坦预言引力波存在刚好一百年。这也是人类第一次能够“听”到宇宙的“声音”。

　　事实上，引力波并不是声音，但它和声音一样，都是一种震动。如果我们把宇宙比喻成一块儿网格垫，扔进去的东西越重，扭曲得就越厉害，引力波也在扭曲的过程中产生。物理学大师霍金认为，发现引力波将可能引发天文学革命。

　　在引力波研究领域，不乏中国科学家的身影。中国科学院16日公布了空间引力波探测与研究的“太极计划”。按照这一计划，我国将在2030年前后发射由位于等边三角形顶端三颗卫星组成的引力波探测星组，用激光干涉方法进行中低频波段引力波的直接探测。中科院院士吴岳良表示，这将是天文学和空间宇宙物理最前沿的课题。“引力波有不同的频率，分为高频、中频、低频。低频来源于双星系、超大质量双黑洞和大质量比双黑洞的并合、普通星系核中大质量黑洞捕获恒星质量黑洞、超致密双星、以及大质量天体的爆炸等。这个是要由空间实验来做。实际上，低频段的源更多元，这就是为什么科学家要做空间引力源的探寻。”

　　不过，鉴于我国目前的技术能力与国际先进水平还有一定的差距，因此“太极计划”将与欧洲展开合作。1993年，欧洲空间局首先提出LISA激光干涉空间天线计划。目前，中国可以选择参加其中的ｅＬＩＳＡ双边合作计划，也可以选择发射一组中国的引力波探测卫星组，与2035年左右发射的ｅＬＩＳＡ卫星组同时邀游太空，进行低频引力波探测。

　　中科院院士胡文瑞指出，与以LIGO为代表的设置在地面上的项目相比，LISA计划能够观测到低频波段的引力波，因此具有更高的科学价值。“低频波段所包含的科学内容，比高频更加丰富，挑战性也更多。如果LISA能成功的话，就不是一个诺贝尔奖的问题，它带动的内涵是很深的。我的比喻不一定对，就是说，LIGO就是交响曲的序曲，它有一个主旋律，证明了引力波的存在，可以打开引力波天文学的高频波段，可是主调还在后面。”

　　目前，我国的引力波探测和研究正呈现多点并进的局面。除了“太极计划”，还有中科院高能所主导的“阿里实验计划”和中山大学领衔的“天琴计划”等，‘阿里实验计划’是“在地面上聆听引力波的音符”，‘天琴计划’与“太极计划”则都都是“到太空捕捉引力波的声响”。吴岳良院士表示，“太极计划”与“天琴计划”的侧重点仍有不同。“‘天琴计划’和我们的目标不完全一样，我想他们的频段也不一样。他们是在地球轨道，我们是在太阳轨道。我们相当于一个小地球，我们在地球的后面，大概20度左右，跟着地球一起绕着太阳转。他们可能是想观测引力波，我们，包括欧洲的LISA是想观测引力波背后的物理，和整个宇宙的演化。相对来说，这样做对探测并研究引力波有他的优点，但也有其特殊的困难。”

　　胡文瑞院士表示，“太极计划”和“天琴计划”有着合作的基础。借着全民关注引力波的“东风”，有越来越多的科学家参与到这一领域的研究，是一件再好不过的事情。“我们真正开始做（“太极计划”）了以后，也要成立联盟，向全国包括全世界开放。国内其他单位做这个事情，我们都觉得非常好。中国做引力波技术的人不是太多，而是太少了。但我个人觉得，国家不可能安排太多空间探测项目，齐心合力比较好。

　　胡文瑞院士还表示，“太极计划”涉及学科领域和前端技术广泛，需要发展空间超远距离超高精度激光测量、超高灵敏度惯性传感器，以及超高精度卫星无拖曳控制等下一代高端空间技术，这些技术对于提升我国空间科学和深空探测的技术水平具有重要意义，对惯性导航、地球科学、高精度卫星平台建设等应用领域也将发挥积极的作用。另外，测量引力波的基础——皮米，将像十多年前的纳米一样，产生不可估量的社会、经济和技术影响。

　　吴岳良院士同时指出，尽管很多科幻作品中借助引力波实现时空穿梭，目前还只是一种科幻梦想，但对引力波的研究本身就具有极高价值，并蕴藏着无限可能。“大家看过《星级穿越》吧，要是真的探勘宇宙，在宏观尺度上你要知道前面有个什么东西，这个引力就可以帮助你看的更远。”

　　引力波的发现同时显示出基础科学研究的重要性，但基础研究需要积累，获得回报往往是一个漫长过程。对此，吴岳良院士表示：国家应该建立起一套长期稳定的投入机制。“举个例子，我们培养小孩，对小孩子投入的教育经费应该是不少的，投入就是让孩子去学习知识，如果没有创新知识，发现知识的话，就没有什么可学的。”

　　正如专家所言，基础科学是整个科学研究的基石，基础科学研究可以带给人类无穷的可能：电磁波的发现最终使人类有了无线电通讯和手机；在狭义相对论中质能关系理论指导下，科学家最终制造出了原子弹、氢弹和核反应堆；卫星定位等技术也借助了狭义相对论的知识。

　　人类还有哪些可能性，让我们再放肆地想象一下：如果真的如科幻小说描写的那样，有世界末日来临的一天，我们却等不到外星文明的拯救，那能够拯救人类的，就只能是我们自己。而引力波的发现，正是人类在“征服星辰大海”的道路上迈出的一小步。目前，中国的科学家们正在做出更多相关努力和尝试，这值得肯定，更值得期待。