中国启动“引力波”探测工程

A technician inspects one of the US laboratory's core optics (mirrors) by illuminating its surface at different angles.Caltech / MIT / Ligo LAB

A new gravitational waves research project is awaiting governmental approval as China steps up its efforts to study the phenomenon, after a team of US scientists announced their historic discovery of gravitational waves on Thursday.

11日美国一支科学家队伍宣布发现“引力波”后，中国也加快了研究此现象的步伐，一项关于引力波的新研究项目正等待政府批准。

“引力波”(gravitational waves)也称重力波。100年前，爱因斯坦首次在广义相对论(General Theory of Relativity)提到了这个词。石头被投进水中会有波纹产生，而黑洞等质量巨大的天体在剧烈运动时产生的“时空涟漪”(ripples in the space-time)，则被称为引力波。

引力波很可能蕴含着宇宙诞生的巨量信息，引力波的发现，将能为大爆炸理论(the big bang theory)和宇宙膨胀理论(the Inflation Theory)等各种预见性理论找到证据。

有人担心，美国激光干涉引力波天文台(LIGO)方面的发现是否意味中国在这一领域的研究“晚了一步”，从而导致中国本土引力波探测工程(China's domestic gravitational waves project)“天琴计划”意义大减。对此相关人士表示，此次美国发现引力波对“天琴计划”并无太大影响。LIGO此次发现引力波是孤立事件(an isolated event)，仍需其他引力波实验支持(require support from further experiments)。

“天琴计划”已经于2015年7月份正式启动，部分关键技术研究已有具体进展(made progress on some key technologies)，目前正在立项中。

据悉，“天琴计划”的具体目标主要分四步：第一步，开展地球与月亮之间的测距(ranging)，以期获得关键性的月地测距技术。第二步，发射一颗卫星来验证爱因斯坦广义相对论的重要假说“等效原理”(equivalence principle)以及广义相对论的其他细节。第三步，发射两颗卫星测量地球重力场(gravitational field)的分布，这也与我国矿藏、水源等资源息息相关，并为第四步做技术准备。最后一步是发射三颗高轨卫星(launch three high-orbit satellites)进行引力波探测。

完成全部四个子计划，大约需要20年的时间，投资大约150亿元。我国目前在引力波研究方面与美国等国家还有一定差距，第一是研究起步较晚(美国已经研究了20多年了)，第二是人才储备不足(poor reserve of talents)。针对这种情况，中山大学会与MIT等著名研究机构正在加大人才交流与技术合作，尽量缩小与发达国家在引力波研究方面的差距。