“经过数十年的努力，我国在空间引力波探测核心技术方面积累了较好的基础，取得了一些突破性的进展。但是在整体上离空间引力波探测的实际需求还有量级上的差距。”中国科学院院士、中山大学校长罗俊说。

9月26-27日，主题为“天琴计划与国际合作”的香山科学会议在广州召开。来自德国、意大利、俄罗斯等国科学家认为，世界正进入各国科学家相互协作、利用引力波和电磁波等多种天文观测手段联合对宇宙进行探测研究的大发展时期，开展“天琴计划”国际合作，携手开展引力波探测研究，将可为人类发展作出更大的贡献。

“探测引力波不能只有一个”

我国科学家在2014年提出“天琴计划”，并于2015年正式启动。“但技术积累从上个世纪70年代已开始。”据罗俊介绍，“天琴计划”将由三颗全同的卫星构成，每颗卫星都在以地球为中心、半径约10万公里的轨道上运行。三颗卫星围绕地球构成等边三角形编队，犹如在太空中架了一把竖琴，宇宙中的引力波传过来，则会拨动“琴弦”。通过高精度的激光干涉测量等技术测得三颗卫星的距离和位置变化，就能获取该引力波数据，了解其背后的天文事件。

在引力波领域，美欧已经开展了很长的时间研究。美国有LIGO，欧洲有LISA，且前者已于2016年宣布首次探测到引力波。那么我国继续推进“天琴计划”意义何在呢？“两者的探测波段不同。LIGO探测高频段引力波，‘天琴计划’探测低频段引力波。不同波段观测到不同信号，本身没有矛盾。‘天琴计划’将人类对引力波的探测拓展到全新的毫赫兹频段，极有可能观测到大质量或超大质量的黑洞并合，对人类研究宇宙演化起到非常重要的作用。” LIGO科学合作组织的研究成员、加州理工学院物理学教授陈雁北认为，“天琴计划”具有后发优势，又可以与LIGO、LISA形成互补。

目前，国际上与“天琴计划”类似的空间引力波探测计划是欧洲LISA，其已明确在2034年发射升空。“其实无论是谁先发射都非常重要，探测引力波不能只有一个探测器。LIGO刚探测到引力波时，不敢立刻发布，因为不知道对错。如果同时有两组探测器在天上运行，共同捕捉到信号，就可互相认证。” 莫斯科大学的瓦迪姆教授说。

欧洲LISA的研究成员、格拉斯哥大学马丁·亨得利教授认为，天文学是公众比较感兴趣的学科。“天琴计划”这种大科学项目涉及到非常多的领域，本身的研究就能够启发下一代学生，培育出未来科学家。

“国际合作不能仅限于科学家间”

“天琴计划”体系庞大，初步提出到2030年实现空间引力波探测目标。“如果能够在15年内完成探测，算是奇迹。”罗俊表示，经过前期的技术积累，“天琴计划”原理方案已完成，并得到国际同行的肯定。

目前，“天琴计划”也已取得部分成效：我国科学家团队于2018年1月在国内首次实现月地激光测距， 5月21日自主研制的角反射器搭载嫦娥四号中继星“鹊桥”发射升空，计划于2019年在国际上首次实现超过地月距离的超长距离激光测距技术；“天琴一号”技术验证试验卫星计划于今年4月通过了教育部、中国航天科技集团组织建议书评审，预计2019年底前完成发射。

罗俊说：“现在已有十多个大学和研究院所参与了‘天琴计划’。但还需要很多方面的技术和人才，包括物理、材料、光学、航空航天等。”

会上，来自德国、意大利、俄罗斯等国的顶尖学者表达了参与其中的意愿。“我非常乐意参与合作。”马丁·亨得利说，“科学发展历史上，很多成功科学问题都是由国际合作共同推动完成的，尤其在空间科学领域方面。”他特别强调，国际合作不需要刻意追求合作方式。“大科学计划提出后，自然而然就会吸引到国际上关注同一问题的专家，这也是我们在欧洲LISA发展道路上所看到的现象。科学研究不分国界。”

“空间探测引力波的范围比地面更广，探测类型更多，国际合作可加快探测进展。”在瓦迪姆看来，从长远看，国际合作中的核心是科学问题。包括最初的数据处理，引力波信号提取后对应的引力波源，以及从引力波源研究黑洞结构、宇宙演化等，这些都是各国科学家感兴趣的；而中长期的国际合作则是技术合作，“比如俄罗斯已研发有先进的小型望远镜，可供‘天琴计划’直接使用。”

瓦迪姆表示，“天琴计划”的国际合作不能仅局限于科学家间，只有提升到两国政府层级合作才能更有效地组织起来。

（本文来源：网易新闻）