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都市快報綜合報道近日，由中國科學(xué)院國家天文臺等單位科研人員組成的中國脈沖星測時陣列（CPTA）研究團隊利用中國天眼FAST，探測到納赫茲引力波存在的關(guān)鍵性證據(jù)，表明我國納赫茲引力波研究與國際同步達到領(lǐng)先水平。相關(guān)論文6月29日在我國天文學(xué)術(shù)期刊《天文與天體物理研究》（RAA）在線發(fā)表。

“中國天眼”探測到的納赫茲引力波是什么？

1916年，愛因斯坦基于廣義相對論預(yù)言了引力波的存在。

納赫茲引力波是引力波的一種，而引力波是由加速運動的有質(zhì)量物體擾動周圍的時空而產(chǎn)生時空的漣漪。對頻率低至納赫茲的引力波進行探測，將有助于天文學(xué)家理解宇宙結(jié)構(gòu)的起源，探測宇宙中最大質(zhì)量的天體即超大質(zhì)量黑洞的增長、演化及并合過程，也有助于物理學(xué)家洞察時空的基本物理原理。

引力波信號極其微弱，卻是探測宇宙中不發(fā)光物質(zhì)的直接手段，探測引力波并且開辟引力波觀測宇宙的新窗口是天文學(xué)家長期以來追求的目標。

20世紀70至80年代，引力波的存在通過觀測脈沖雙星系統(tǒng)的軌道變化得以間接證實，并獲得了1993年諾貝爾物理學(xué)獎。

2016年，美國激光干涉引力波天文臺（LIGO）宣布在百赫茲頻段探測到恒星級質(zhì)量雙黑洞并合產(chǎn)生的引力波，并因此獲得2017年諾貝爾物理學(xué)獎。更大質(zhì)量的天體產(chǎn)生的引力波頻率更低。例如，宇宙中質(zhì)量最大的天體，星系中心的超大質(zhì)量雙黑洞系統(tǒng)（億到千億倍太陽質(zhì)量）繞轉(zhuǎn)產(chǎn)生的引力波主要集中在納赫茲頻段，相應(yīng)的信號時標為年到幾十年。在這個頻段內(nèi)，還有宇宙早期原初引力波殘存至今的部分和宇宙弦等奇異對象產(chǎn)生的引力波。

研究納赫茲引力波對人類探索宇宙意義深遠

開辟納赫茲引力波探測宇宙的新窗口對于理解超大質(zhì)量黑洞、星系并合歷史、宇宙大尺度結(jié)構(gòu)形成等問題具有重要意義。納赫茲引力波由于頻率極低、周期長達數(shù)年，其波長可達數(shù)光年，對它的探測十分具有挑戰(zhàn)性。利用大型射電望遠鏡對一批自轉(zhuǎn)極其規(guī)律的毫秒脈沖星進行長期測時觀測，是納赫茲引力波目前已知的唯一探測手段。發(fā)現(xiàn)納赫茲引力波是國際物理和天文領(lǐng)域競賽的焦點之一。國際上，北美NANOGrav、歐洲EPTA、澳大利亞PPTA利用各自的大型射電望遠鏡，已分別開展了長達20年的納赫茲引力波搜尋。近期一些新生力量也逐漸加入這一領(lǐng)域，包括我國的CPTA、印度的InPTA和南非的SAPTA。此次，國際上其他脈沖星測時陣列合作組，包括EPTA-InPTA、NANOGrav和PPTA也將和中國科學(xué)院國家天文臺同一天宣布相類似的結(jié)果。

中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院國家天文臺臺長常進說，他們將進一步圍繞納赫茲引力波，開辟納赫茲引力波天文學(xué)這個新的科學(xué)方向，并繼續(xù)保持我國在低頻射電天文學(xué)方面的國際領(lǐng)先地位。

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