“天琴计划”到底是什么?

作者:初二4班 黄乐之

老师们、同学们,早上好!

       我是初二4班的黄乐之,我今天讲话的题目是“天琴计划”到底是什么?

       今年2月13日,美国的激光引力干涉天文台(LIGO)宣布他们发现引力波。新闻一出,全世界为之振奋。正如《三体III》中威纳尔对超级望远镜的感叹一样:“天文学从此摘除了白内障。”引力波的发现,为天文观测开启了一扇新的窗口。

       在宇宙中,空间里的每一个有质量的物体,都会对空间产生一定的扭曲,就像我们站在弹跳床上时,弹跳床会因为我们对床施加的力而扭曲一样。引力波的产生,就是两颗质量大的星体在互相围绕对方旋转时产生的螺旋形波纹。宇宙中的引力波,是来自天体的能量和质量变化,不同频率的引力波对应于不同的天体物理过程。最早,人类是在地面探索引力波,但地面观测干扰太多,于是,科学家们转向太空。科学家们希望通过对引力波的研究能够找到宇宙大爆炸的秘密。

       对引力波的探索,并非只有LIGO,欧洲空间局、意大利、法国、德国、英国和日本的科学家都有各自的计划。上个世纪70年代,中山大学物理教授陈嘉言就开始研究引力波,后来中科院也有相关研究,但由于各种原因,研究工作有所停顿。2015年中山大学在罗俊教授的领衔下,启动“天琴计划”来探索引力波。

       “天琴计划”的主体由三颗卫星(SC1,SC2,SC3)组成。罗教授说,这三颗全同卫星在以地球为中心,高度约10万公里的轨道上运行,构成一个等边三角形,就类似一架巨大的竖琴,所以叫“天琴计划”。该计划的执行时间大约为2016年—2035年,所需经费预计约150亿元人民币,它分为四个阶段,各阶段都有详细的计划。

       根据罗俊教授的介绍,美国的LIGO和“天琴计划”观测的方式和侧重点都不同。太空中的卫星可以探测到频率更低的引力波,而且,“天琴”的引力波探测有光学辅助手段,探测的灵敏度更高。此外,与LIGO探测到的短时间的爆发型引力波不同,“天琴”可以对低频段的连续型引力波进行探测,可以持续验证引力波的存在。

       “天琴“不仅能探测引力波,还可以精确测量地球的重力场,探测水资源和矿产资源的分布和变化、精确计算距离等。这些数据为科学家研究地球的发展和精确天文提供了准确的数据支持。目前,中山大学珠海校区已经开始建设引力波研究所所需的地面基础设施。

       “天琴”计划的参与者,除了中山大学外,还有国内其他高校和研究机构的科学家参与,也有来自俄罗斯的教授,还有德国、意大利、法国的科学家也希望成为合作者或者顾问。

       引力波探测是科学皇冠上的明珠,是当今科学研究最具尖端和挑战性的项目之一。罗俊教授希望该计划能得到国家长期的科研支持。我们期待中山大学领衔的“天琴计划”能取得令人瞩目的科研成果 。

       我的讲话到此,谢谢大家。

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