北京市召开“原初引力波望远镜标定和数据分析”项目启动会

数据分析是指用适当的统计分析方法对收集来的大量数据进行分析，将它们加以汇总和理解并消化，以求最大化地开发数据的功能，发挥数据的作用。数据分析是为了提取有用信息和形成结论而对数据加以详细研究和概括总结的过程。数据分析的数学基础在20世纪早期就已确立，但直到计算机的出现才使得实际操作成为可能，并使得数据分析得以推广。数据分析是数学与计算机科学相结合的产物。

近期，中国科学院高能物理研究所召开国家重点研发计划“引力波探测”专项“原初引力波望远镜标定和数据分析”项目启动会。会议宣布成立了专家组。项目负责人李虹研究员汇报了原初引力波望远镜标定和数据分析项目总体方案，四个课题组长分别汇报了课题的组织管理和实施计划。

专家组及参会人员围绕课题组之间的交叉合作、定期开展数据分析方法的有效性评估、加强国际合作等主要问题展开了热烈的讨论，达成了共同的认识。与会专家一致认为项目科学目标明确，任务分工设置合理，计划合理可行，预祝项目启动后实施顺利。

引力波望远镜是用来反映是天体的整体信息建造的天文设备，而通常的电磁辐射只反映天体的表层信息，内部的东西几乎是反映不出来的。全球共有3台能观测太空引力波的引力波望远镜，分别是美国的2台LIGO和欧洲的1台Virgo。此次的大型低温引力波望远镜KAGRA是全球第4台、亚洲第1台。

KAGRA与LIGO和Virgo一样，拥有2条单边长度为3km的L字型长臂，通过使2个激光器的光在2条长臂上多次往返，最终利用光的干扰来检测引力波引起的空间的轻微伸缩。此时，如何抑制长臂两端设置的激光反射镜因引力波以外的原因发生振动是提高检测器灵敏度的关键。KAGRA望远镜设置在岐阜县飞騨市一座地表下岩石层非常稳固的山的地下，减轻了地面振动的影响，另外还将反射镜头冷却到零下253℃，减轻了热振动的影响。“位于地下”和“冷却反射镜”是其他引力波望远镜所不具备的一大特点。

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。引力波的存在是广义相对论洛伦兹不变性的结果，因为它引入了相互作用的传播速度有限的概念。相比之下，引力波不能够存在于牛顿的经典引力理论当中，因为牛顿的经典理论假设物质的相互作用传播是速度无限的。

从爱因斯坦在1916年预测出引力波，到2015年LIGO获得直接观测证据，整整跨越了一百年。在这一过程中，中国科学家也在不断寻觅、追求。早在上世纪70年代，中国科学家就开始了引力波研究，可惜因种种原因停滞了十几年，造成了人才断层。直到2008年，在中科院力学所国家微重力实验室胡文瑞院士的推动下，中科院空间引力波探测工作组成立，引力波的中国研究再启征程。

我国主要有三个大型引力波探测项目，一个是由中科院胡文瑞院士和吴岳良院士作为首席科学家的太极计划，它非常类似于欧洲eLISA计划。另外一个太空计划是由中山大学罗俊院士领衔的“天琴计划”，相比较太极，它将位于地球之上的10万公里轨道处，三个卫星的间距也是大约在10万公里之上。第三个是由中科院高能物理研究所主导的“阿里实验计划”，阿里实验计划是在计划在我国西藏的阿里地区放置一个小型但具有大视场的射电望远镜，从地面上聆听原初引力波的音符。这些项目预研阶段。

这些探测都是利用激光干涉的方式。而我们的宇宙本身就已经“创造”出了一种探测工具 — 毫秒脉冲星，它们是大质量恒星发生超新星爆炸形成的高速旋转的致密天体。这些极其稳定的恒星是自然界中最精确的时钟，像灯塔一样每“滴答”一次就向地球扫过一组信号。引力波可以通过虽然非常细微，但还是能够察觉到的时间涨落而探测到。这就是脉冲星计时(Pulsar Timing)的方法。中国正在建设的500米口径望远镜，以及国际上正在建设的平方公里阵(SKA)射电望远镜，都将监测脉冲星，从而探测引力波的存在。

新闻来源：中国科学院高能物理研究所

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