“引力波”的证据终于被发现，“中国天眼”即将远航

近日，一篇发表在《天体物理期刊》上论文引起了科学界的注意，来自美国和加拿大的科学团队在执行一个名为“北美纳赫兹引力波”(NANOGrav)的项目时，利用射电望远镜发现了引力波发出的独特信号，这个信号可以为引力波的存在提供证据，目前科学家们正在展开相关研究。

引力波的形象图，时空的“涟漪”

什么是引力波呢？研究引力波的意义是什么？

引力波是指时空弯曲中的涟漪，通过波的形式从辐射源向外传播，这种波以引力辐射的形式传输能量。在1916年，爱因斯坦基于广义相对论预言了引力波的存在。

最近的十几年里，科学家们一直在研究遍布银河系的几十个脉冲星发出的射线流，试图寻找引力波的蛛丝马迹。根据引力辐射理论，如果存在引力波，那么引力辐射会不断的冲击地球。

2017年，科学家们通过一项名为“激光干涉引力波” (LIGO)的实验，首次直接探测到引力波，从而获得了诺贝尔物理学奖。这些引力波是由距离地球约1.3亿光年的两个黑洞相互撞击所产生的，爆炸所产生的冲击波冲击到我们所在的太阳系。那次爆炸在地球上听起来相当于铙钹的撞击声，但在宇宙中却是一次猛烈而短暂的爆炸。相比之下，这次发现的引力波更像是宴会上那种稳定的嗡嗡声。

LIGO项目获得诺比尔物理学奖

探测到引力波背景噪音是一项重大的科学成就，为我们了解宇宙的运行方式打开了一扇新的窗户，这些信号可以为科学家提供新的工具，来研究星系中心的超大质量黑洞是如何进行融合的。

不过，探测引力波的过程是漫长而艰苦的，星系的合并会产生稳定的引力波扰动，巨大的引力波浪可能需要数年甚至更长时间才能经过地球。因此，现有的任何实验都无法直接探测到它们。

但是，引力波可以通过特殊的方式观测到，脉冲星就像是银河系的灯塔，以难以置信的速度高速旋转，以脉冲的方式向地球喷射出辐射流，这样的辐射亘古不变，而引力波可以改变脉冲星发出辐射的稳定性，干扰这些射线在太空中传播的相对距离。换句话说，科学家们可以通过监测脉冲星辐射到达地球时间的相关变化值来发现引力波的踪迹。

引力波干扰脉冲星辐射

这些脉冲星的旋转速度非常快，时间偏差只有几百纳秒。NANOGrav团队的科学家们为了找到这种微妙的信号，利用相当长的观测了数量众多的脉冲星。到目前为止，该小组已经观测了其中45颗脉冲星至少3年时间，甚至对某几个脉冲星的观测时间超过了10年。

艰苦的工作终将得到回报，他们在最新的研究中指出，在海量的数据中检测到一个明显异常的信号，研究人员需要在研究数据中加入更多的脉冲星，并对它们进行更长时间的跟踪观测，才能确定这个信号是否是由于引力波所引发的，从而为最终发现引力波奠定坚实的基础。

随着美国的阿雷西博射电望远镜的拆除，世界上仅存的500米口径射电望远镜只剩下了“中国天眼”，截至2020年11月，“中国天眼”已经发现脉冲星的数量超过240颗，而在2021年4月1日，“中国天眼”将正式对全球科学界开放，届时，必将开启新一轮的发现之旅，发现更多宇宙的奥秘。

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#引力波#

注：

1． NANOGrav：美国国家科学基金会物理前沿中心

2． FAST: 500米口径球面射电望远镜（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope）

3． 中国天眼：位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县克度镇大窝凼的喀斯特洼坑中，工程为国家重大科技基础设施

4． 天体物理期刊（The Astrophysical Journal）是在天文学及天体物理学领域重要的研究期刊，于1895年创刊，现由美国芝加哥大学发行，编辑部附属美国天文学会之下，每月出版三册，刊载的内容主要为最新的天文物理发展、发现、及学说。