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近日，由中国迷信院国度天文台等单位科研人员组成的中国脉冲星测时阵列钻研团队应用中国天眼FAST，探测到纳赫兹引力波存在的关键性证据，标明我国纳赫兹引力波钻研与国内同步到达上游水平。关系论文在我国天文学术期刊《天文与天体物理钻研（RAA）》在线宣布。

纳赫兹引力波是引力波的一种

依据爱因斯坦的狭义相对论，时空是可以笔挺的，有品质的物体在其中减速静止，扰动周围的时空，就会发生引力波。这就好比石头丢进水里会发生水波，引力波因此常被称作“时空的涟漪”。

国度天文台钻研员、论文通信作者李柯伽说：“纳赫兹引力波是引力波的一种。对频率低至纳赫兹的引力波启动探测，将有助于天文学家了解宇宙结构的来源。”

引力波信号极端强劲，却是探测宇宙中不发光物质的直接手腕，探测引力波并且开拓引力波观测宇宙的新窗口是天文学家常年以来谋求的指标。20世纪70-80年代，引力波的存在经过观测脉冲双星系统的轨道变动得以直接证明，并取得了1993年诺贝尔物理学奖。2016年，美国激光干预引力波天文台宣布在百赫兹频段探测到恒星级品质双黑洞并合发生的引力波，并因此取得了2017年诺贝尔物理学奖。2017年8月，美国激光干预引力波天文台又探测到了两个中子星并合发生的引力波，除了引力波信号，全频段的电磁辐射也被观测到了，预示着多信使天文学时代的来到。

更大品质的天体发生的引力波频率更低。李柯伽说：“例如，星系核心的超大品质双黑洞系统，是宇宙中品质最大的天体，其品质是太阳的亿到千亿倍。它绕转发生的引力波关键集中在纳赫兹频段，相应的信号时标为年到几十年。在这个频段内，还或者有宇宙早期原初引力波残存至今的局部和宇宙弦等奇特对象发生的引力波。”

开拓纳赫兹引力波探测宇宙的新窗口关于了解超大品质黑洞、星系并合历史、宇宙大尺度结构构成等疑问具备严重意义。

对纳赫兹引力波的探测十分具备应战性

发现纳赫兹引力波是国内物理和天文畛域比赛的焦点之一。

国度天文台助理钻研员、论文第一作者胥恒说：“纳赫兹引力波因为频率极低、周期长达数年，其波长可达数光年，对它的探测十分具备应战性。应用大型射电望远镜对一批自转极端法令的毫秒脉冲星启动常年测时观测，是纳赫兹引力波目前已知的惟一探测手腕。”

国内上，北美纳赫兹引力波天文台、欧洲脉冲星测时阵列、澳大利亚帕克斯脉冲星测时阵列，应用各自的大型射电望远镜，已区分展开了长达20年的纳赫兹引力波搜索。近期一些重生力气也逐渐参与这一畛域，包含我国的中国脉冲星测时阵列，印度脉冲星测时阵列和南非脉冲星测时阵列。

在此次钻研中，科研团队应用中国天眼对57颗毫秒脉冲星启动了常年系统性监测，并将这些毫秒脉冲星组成了河汉系尺度大小的引力波探测器来搜索纳赫兹引力波。基于独立开发的软件，科研人员对中国天眼搜集的期间跨度3年5个月的数据启动剖析钻研，在4.6西格玛置信度水平（误报率小于五十万分之一）上发现了具备纳赫兹引力波特色的四极关系信号的证据。

脉冲星测时阵探测纳赫兹引力波的灵便度剧烈依赖于观测期间跨度——即灵便度随着观测期间跨度的增长而迅速参与。

钻研团队面对观测期间跨度远短于美、欧、澳三个国内团队的不利局面，充沛应用中国天眼灵便度高、可监测脉冲星数目多、测量精度更高的长处，常年系统地监测了一大量毫秒脉冲星，自主开发独立数据剖析软件，以数据精度、脉冲星数量和数据处置算法上的长处补偿了期间跨度上的差距，使我国纳赫兹引力波探测灵便度很快到达了与美、欧、澳相当的水平，从而同时成功此次严重迷信打破。不过，受限于以后观测数据较短的期间跨度，团队临时不可确定纳赫兹波段引力波的关键物理来源，

“但这将随着后续观测数据期间跨度的参与而处置。” 李柯伽说，“因为咱们团队现有数据期间跨度较短，所以数据期间跨度增长带来的效果会更显著，例如，假设数据期间跨度再增长3年5个月，咱们的数据期间跨度将翻倍，而其余国内团队仅增长不到20%。”

为引力波天体物理学关上了一个全新的窗口

2020年9月，北美纳赫兹引力波天文台应用47颗脉冲星12.5年的观测数据，宣称测量到纳赫兹引力波的核心振幅为1.92 x 10^-15，频率谱指数与超大品质双黑洞系统的切实预期-2/3相符，然而信号中没有看到引力波关键证据的四极矩关联的Hellings-Downs 曲线。

中国迷信院院士蔡荣根说：“此次中国脉冲星测时阵列钻研团队的结果与超大品质的双黑洞系统的切实预期分歧。特意关键的是，团队发如今4.6个规范偏向范围内信号中四极矩关联的存在性。”

蔡荣根通知记者，经过数据的进一步积攒，下一步一个关键的疑问是去确定引力波谱指数。“假设谱指数是-2/3，则可以必需探测到的引力波源是超大品质双黑洞系统，这是初次观测到宇宙中存在这样的超大品质双星系统，对了解这些双星系统的构成和演变具备关键的意义。另外，除了超大品质的双黑洞系统，切实钻研标明还有丰盛的物理环节会发生纳赫兹频段的引力波，如宇宙弦，宇宙筹壁，宇宙学相变，宇宙暴胀期间曲率涨落惹起的随机引力波等。要区分这些物理环节，其关键是确定引力波谱指数。”

北京大学讲席传授何子山说：“发生纳赫兹引力波是超大品质黑洞并合的独有预言。这个等候已久的预言，终于被中国脉冲星测时阵列钻研经过应用中国天眼取得了观测证据。 这是一项严重的迷信打破，具备耐久的渺小意义。 它不只对星系演变和超大品质黑洞钻研的宽泛畛域具备深远的影响，而且为引力波天体物理学关上了一个全新的窗口。”

后续，中国迷信院国度天文台将充散施展中国天眼脉冲星测时精度国内上游长处，放慢纳赫兹引力波探测科研攻关，积攒更常年的观测数据，逐渐宣布更高精度的探测结果，关上人类应用纳赫兹引力波探测宇宙的新窗口。

中国迷信院国度天文台台长、中国迷信院院士常进说：“国度天文台还将踊跃推动中国天眼裁减和更新，基于脉冲星测时阵列方法，成功纳赫兹引力波事情的惯例观测，从而建成纳赫兹引力波天文台，并开启更高灵便度和更高分辨率的低频射电观测钻研新纪元，将我国放慢树立成为引力波天文和射电天文的强国。”

中国天眼意义和价值

作为全球最大且最灵敏的射电望远镜，“天眼”工程圆满收官，意味着中国重大科技基础设施进一步完善，人类探索未知宇宙有了更深邃视角。“天眼”的成功，体现中国智慧、中国技术、中国力量，更彰显中国担当。

对世界科技界来说，“天眼”提供了探索宇宙所需的研究工具。“重大突破，仪器先行”，从宇宙星辰，到基本粒子，人类的科学发现与技术创新越来越离不开“高大上”的科研仪器。天文学界通常认为，宇宙中只有不到1%是人类能看见的发光物质。科学家们常常通过射电望远镜来提升观测宇宙的能力。在此方面，“天眼”的灵敏度是全球第二大单口径射电望远镜的2.5倍以上，其高灵敏度很可能帮助科学家在低频引力波探测、快速射电暴起源、星际分子等前沿方向取得突破。

中国天眼意义和价值

“中国天眼”意义▼

一、不在短期内实现经济效益或搜寻奇异天体

1、FAST的主要目标不是在短期内实现经济效益，而是用来扫描宇宙背景微波辐射，观测和研究宇宙中的遥远信号和物质。

比如宇宙中间的气体、微波激光以及脉冲星，实现对宇宙物质成分和演化历史最基本的理解，满足人类对于未知宇宙的探索。

2、FAST将可能搜寻到更多的奇异天体，用来观测脉冲星（大质量恒星发生超新星爆炸后的致密残留物），探索宇宙起源和演化、星系与银河系的演化等，甚至可以搜索星际通讯信号，开展对地外文明的探索。

从脉冲星中遴选出脉冲信号稳定的毫秒级脉冲星，将来有望应用于空间飞行器导航领域

（靠吸血存活的奇异天体）

二、有助于信息科学领域数据存储与计算

1、FAST作为射电天文学界的“世界第一天眼”，其对数据存储与计算的需要同样也是“天文级”的。

天文学作为最先经历信息爆炸的科学领域之一，历来以数据量大、数据类型复杂著称

2、短期内FAST的计算性能需求，至少需达到每秒200万亿次以上，存储容量需求达到10PB(1PB相当于1000TB)以上

随着时间推移和科学任务的深入，其对计算性能和存储容量的需求将爆炸式增长，数据量和计算量更是会“大得惊人”。

（惊人的科学海量大数据）

“中国天眼”对普通人价值

有助于解决人类目前所面临的种种危机

与一般民生工程相比，类似于FAST望远镜的各种大科学装置离普通的我们实在太远，

很多人会看不到其现时利益，而觉得是“无用浪费，空耗钱财”的事。

其实并非如此！

▼“赫兹在证实电磁波存在时发现了雷达的工作的原理，从而影响了二战的进程；而我们现在使用的GPS最早可以追溯到1957年苏联发射的第一颗人造卫星。在屠呦呦站在诺贝尔领奖台之前，我们甚至不清楚40多年前就立项的研究出路何处，可是青蒿素的发现，挽救了全球尤其是发展中国家数百万人的生命”

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FAST研究涉及众多高科技领域，如天线制造、高精度定位与测量、高品质无线电接收机、传感 器网络及智能信息处理等。所以，从长远来看，FAST很可能会有助于解决人类目前所面临的种种危机

1970年，赞比亚修女 Mary Jucunda 给 Ernst Stuhlinger博士（NASA（美国航空航天局）Marshall 太空航行中心科学副总监）写了一封信，信中问道：目前地球上还有这么多小孩子吃不上饭，怎么能舍得为远在火星的项目花费数十亿美元？

每年，都有大概一千项从太空项目中发展出来的新技术被用于日常生活中，这些技术打造出更好的厨房用具和农场设备，更好的缝纫机和收音机，更好的轮船和飞机，更精确的天气预报和风暴预警，更好的通讯设施，更好的医疗设备，乃至更好的日常小工具。

你可能会问？

为什么先设计出宇航员登月舱的维生系统，而不是先为心脏病患者造出远程体征监测设备呢。答案很简单：解决工程问题时，重要的技术突破往往并不是按部就班直接得到的，而是来自能够激发出强大创新精神，能够燃起的想象力和坚定的行动力，以及能够整合好所有资源的充满挑战的目标

太空探索不仅仅给人类提供一面审视自己的镜子，它还能给我们带来全新的技术，全新的挑战和进取精神，以及面对严峻现实问题时依然乐观自信的心态。

我相信，人类从宇宙中学到的，充分印证了Albert Schweitzer那句名言：“我忧心忡忡地看待未来，但仍满怀美好的希望”

意义

对世界工程界来说，“天眼”丰富了超级工程的创新实践。由4450个反射单元构成的反射面、由6根钢索控制的馈源舱重达30吨、500米的尺度上测量角度精确到8角秒、将卫星数据接受能力提高100倍……“天眼”的非凡之处俯拾皆是。世界上没有坐享其成的好事。“天眼”这样举世瞩目的超级工程，凝聚着中国人的聪明才智，浸透着中国人的辛勤汗水。正是中国特色社会主义“集中力量办大事”的制度优势，让高质量发展所需的重大科技基础设施圆满落地。可以说，“天眼”的成功再一次向世界贡献了中国的发展经验。

对世界未来来说，“天眼”成为了构建人类命运共同体的注脚。面对浩瀚的宇宙、未知的世界以及科技的潜能，人类是利益共同体、责任共同体、命运共同体。“天眼”从一诞生，就肩负全球使命。从开工建设到国家验收的短短9年间，“天眼”产生论文300余篇，发现脉冲星优质候选体146颗，在国际甚长基线干涉测量中发挥了重要作用……“天眼”这座伟大的工程，是中华文明贡献给世界的又一个珍贵礼物。

“人民是历史的创造者，人民是真正的英雄。”“天眼”的背后，是中国人民在长期奋斗中培育、继承、发展起来的伟大创造精神、伟大奋斗精神、伟大团结精神、伟大梦想精神。正是这样的民族精神，成就了“天眼”，并为中国发展和人类文明进步注入力量。

中国天眼向全球天文学家征集观测申请，中国天眼到底能看到什么？

“中国天眼”看得见未来。

天眼系统”可以实时监测并识别机动车、非机动车和行人，并对这些目标进行标记；另一方面，它可以连接数据库，按照识别特征进行匹配查找，在犯罪分子搜捕、失踪人口查找等方面发挥着巨大作用

遥望未知宇宙，全球科学家在未来若干年间将因“中国天眼”变得更为“火眼金睛”。从宇 宙星辰，到基本粒子，人类重大科学发现往往离不开尖端科研仪器。天文学界通常认为，宇宙中只有不到1%是人类能看见的发光物质。科学家们常常通过射电望远镜来提升观测宇宙的能力。

作为全球最大且最灵敏的射电望远镜，“中国天眼”能看见更遥远暗弱的天体，其高灵敏度将可能帮助科学家在低频引力波探测、快速射电暴起源、星际分子等前沿方向取得突破，科学家有能力发现更多未知星体、未知宇宙现象、未知宇宙规律。“中国天眼”对全球开放的消息，让美 国西弗吉尼亚大学射电天文学家莫拉·麦克劳夫林“感到超级兴奋”，她一直期待用它来研究脉 冲星，包括在银河系外的星系追踪这些天体。

中国日前向世界宣布，被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜（FAST）4月1日起将正式对全球科学界开放。为世界科学界提供中国智慧，为全球工程界提供中国技术，为人类外空命运共同体提供中国贡献和中国发展经验……

“中国天眼”邀请各国科学家携手走向星辰大海，共“见”未来。

“中国天眼”还向全球工程界贡献了大科学工程的中国经验和创新实践：4450个反射单元构 成的反射面；6根钢索控制的30吨馈源舱；500米的尺度上测量角度精确到8角秒；超高耐疲劳 钢索在200万次循环加载条件下可达500MPa应力幅，国际上尚无先例……“天眼”非凡，凝聚 着中国人的智慧和汗水，更体现着中国的决心和魄力。多位天文学家指出，除了天文学观测以及 建造望远镜带动的技术创新，“中国天眼”将成为最精确的物理规律验证实验平台。

未知和未来面前，人类命运与共。“中国天眼”向世界开放，正是人类命运共同体的又一注 脚。这不仅让“中国天眼”的开放程度再次向前推进，也必将成为中国科学家与世界分享科研成 果的标志性事件。事实上，“中国天眼”从一诞生，就肩负全球使命。早在中科院国家天文台主 导建设初期，就已确立了“中国天眼”将按国际惯例逐步开放的原则，以更好地发挥其科学效能， 促进重大科学成果产出，为全人类探索和认识宇宙作出贡献。德国马克斯·普朗克射电天文学研 究所天文学家劳拉·斯皮特勒指出，“中国天眼”将会推动国际合作，到本世纪30年代，它将为 人类研究超大质量黑洞碰撞等积累大量数据。

从中国开放空间站、与全球共享北斗系统，到“中国天眼”邀世界共“见”未来，无一不 体现中国在利用外太空时与世界携手合作的精神。在可预见的未来，中国将为国际科学界持续探索宇宙、尝试寻找未知事物带来更多新视角，为引领人类突入认知新领域作出更大贡献。

重磅！中国天眼FAST发现宇宙中最大原子气体结构，对人类意味着什么？

在 FAST望远镜捕捉到这团“大爆炸”之后，科学家们对其进行了精确定位测试，在几秒钟之内就获得了详细结果，其质量约为太阳质量的50倍。由于结构非常庞大, FAST望远镜无法使用超精密仪器进行测量。科学家认为这可能是宇宙中最大的原子气体相互作用产物。

此次观测到的超高原子序数可能意味着，与太阳相似，在距离地球如此遥远的地方，也存在生命的可能性。此前发现过的系外行星，比如土星、海王星和土卫六等都有被发现的可能。这些行星的质量不到太阳质量的1/10~1/100,但它们距离地球很近，大约与地球相距5500万光年。因此，有可能存在系外行星可以为研究它们的演化提供线索。未来，还可能发现与土星、海王星和土卫六类似的系外行星。

就在几年前，天文学家们才首次知道地球与宇宙中心间会发生什么，地球也是从宇宙诞生之初就与地球接触。但从那时起，地球的变化就非常缓慢了，它距离宇宙中心越来越近。由于宇宙中心的引力作用导致许多恒星的温度升高，地球和宇宙之间的距离越来越近，这导致地球的磁场不断增强、恒星温度升高，这导致地球越来越热、越来越冷。尽管地球与宇宙中心之间只隔着一个大气层——氦气原子气。

尽管有这些的观测证据，但是这些“证据”到底是什么，它们又都是怎么形成的，仍然是个谜。此次探测到的原子气体云，就像一团“气体”包围着宇宙的中心，当气体云旋转时，它们会释放出强烈的引力波；而当它向外旋转时，它则会释放出强大而持久的磁场。科学家们将继续研究这些物质之间的相互作用。