华中科技大学这群平均年龄25岁的年轻人,向国际学界发出中国声音

大武汉客户端 2021-10-08 10:06

长江日报大武汉客户端10月7日讯(记者陈晓彤 通讯员高翔)键盘敲击声此起彼伏,玻璃板上写满计算公式,10月7日上午10点,在华中科技大学东七楼430室,引力与宇宙学研究小组的成员已开始一天紧张的学习。

这群平均年龄25岁的年轻人,在导师、物理学院教授龚云贵的带领下,为神秘的引力波“解密”。

10月7日,华中科技大学粒子与天体物理研究所,引力与宇宙学研究小组的张春雨(前左一)、王中凯(前右一)、江通(后左一)、戴宁(后)长江日报记者高勇摄

据介绍,引力波探测是世界科学界公认的难度最大的尖端科技之一。根据爱因斯坦的相对论,宇宙中巨大的天体运动会让时空发生扭曲并像波浪一样传播,这就是引力波。目前,发达国家在引力波探测的国际竞争极其激烈。为了进入引力波这一国际最前沿、最基本的科学研究竞争队列,中国科学家独立提出了“天琴”与“太极”两个空间引力波探测计划。

其中,由华中科技大学参与的“天琴计划”,将在2035年前后向距地球10万公里轨道上发射三颗卫星,围绕地球组建等边三角形卫星阵列,进行引力波探测,并开展天体物理、宇宙学及基础物理前沿研究。2019年12月,“天琴一号”卫星推向太空,“天琴计划”正式进入“太空试验”阶段。

引力与宇宙学研究小组成员之一、华科大理论物理专业博士生张春雨告诉长江日报记者,引力与宇宙学研究小组有16个成员,对中国空间引力波探测进行理论研究。他们通过海量的模型计算,对探测器上天之后所可能测到的波源信号进行预测性分析,为中国空间引力波探测构建起扎实的理论基础。

今年9月中旬,他们在国际最权威天文刊物之一——《自然》(Nature)杂志子刊《自然-天文》(Nature Astronomy)上刊文,介绍中国空间引力波探测计划。这是中国科学家首次在顶尖国际杂志上对我国空间引力波探测计划做完整介绍,在引力波探测这一国际竞争白热化的领域发出中国声音。

更重要的是,团队在国际上最先开展“天琴计划”及“太极计划”联合观测方面的研究,发现两者联合可以把引力波源的空间定位能力提高至少两个数量级,这为引力波作为标准汽笛去研究哈勃常数危机及宇宙演化提供了理论基础。

10月7日,华中科技大学粒子与天体物理研究所,引力与宇宙学研究小组的张春雨、江通、王中凯、戴宁(从左至右)在讨论研究课题。 长江日报记者高勇摄

“基础研究比较枯燥,需要投入大量的时间,进行‘孤独’的探索。”张春雨说,他们几乎没有节假日的概念,每天坚持工作和学习12个小时左右。

“空间引力波探测器在宇宙中会探测到星系中大质量黑洞绕行、星系并合、宇宙早期密度扰动等辐射的引力波信号,我们希望对这些信号进行‘解密’,进一步理解引力的本质,探究星系形成、宇宙膨胀中的难题,更深刻地理解这个我们生活的宇宙。”