张新民委员：为了138亿年前宇宙第一声啼哭！
来源： 发表时间：2019-03-15
▲全国政协委员张新民接受本报记者采访。 范文杰 摄
大爆炸发生后的极短一瞬间，时空产生了剧烈扰动。就好比宇宙在诞生时喊了一嗓子，其声音虽然越来越弱，但一直未曾消散。
2017年3月，我国在海拔5250米的西藏阿里启动了“阿里计划”——全球海拔最高的原初引力波观测站建设。就是为了在宇宙微波背景辐射找到引力波的独特印记———光的B模式偏振。
目前，该项目进展顺利，一期观测仓已建成并通过验收。
2020年冬天，观测站将睁开眼睛，探寻原初引力波和广袤宇宙的奥秘。
“三年建成、五年出成果”，这是阿里团队给出的承诺。即在2022年左右，给出一个北天区宇宙微波背景辐射（CMB）极化最好的天图。原初引力波的线索，就藏在这张天图里。
每一位父母，都难忘听到孩子第一声啼哭时的感动。
如何可以听到宇宙的第一声啼哭呢？
美国激光干涉引力波天文台（LIGO）在2016年2月11日宣布成功探测到由双黑洞并合产生的引力波，并毫无悬念地捧走诺贝尔奖之后，宇宙暴胀时期诞生的原初引力波成为了下一个追逐的焦点。
如果说引力波的发现，完成了爱因斯坦广义相对论的最后一块拼图，那么原初引力波作为“宇宙的初啼”，则能帮我们检验各种宇宙起源和演化模型，从而改变人类对宇宙的认知，开启天体物理学的一个全新时代。
“引力波，我们错过一次就够了！”全国政协委员、中国科学院高能物理所研究员张新民说。
为了138亿年前的那声宇宙低语，以张新民为代表的科学家们忙碌在西藏阿里海拔5250米的高原上，站在世界屋脊聆听宇宙的初啼。
“这会成为中国科学的典范，一个非常漂亮的典范。中国利用西藏这样一个独特的地理条件，建造一台国际共享的设备。全世界都应该知道中国在做这样的事。”因对LIGO探测到引力波作出重大贡献而获得诺贝尔奖的雷纳·韦斯如是说。
找寻最早的印记
记者：我们的宇宙已经138亿岁了。138亿年前发出的一个声音，今天我们想去探听到它，听着就是一件非常具有挑战性的事情。可以用最科普的语言给我们介绍一下原初引力波吗？
张新民：形象地说，原初引力波就是宇宙在诞生的时候突然喊了一声，这个声音一直消之不去，就像人们在大山里发出声音，回声一直在山谷中间回荡一样。宇宙的第一声啼哭也会形成一个背景的声音，一直在宇宙中存在。
随着宇宙的演化不断红移，宇宙初啼的信号到了今天，已经变得非常微弱，因此我们要用一种全新的探测手段，到宇宙中寻找一种古老的化石。这种古老的化石在空间中有一种特殊的分布，这个分布可能是由原初引力波造成的。只要能精确地测量化石在宇宙中的分布，就可以寻找原初引力波的蛛丝马迹。
这种神秘的化石就是宇宙微波背景辐射光子，我们称之为CMB光子，其中的B模式偏振就是原初引力波在宇宙微波背景辐射中留下可探测的印迹，而探测B模式偏振就是阿里计划追寻的目标。
记者：您刚才提到的全新的探测手段，指的是在高海拔地区建立观测站吗？
张新民：不同的引力波源产生的引力波频段不同，最佳探测手段也不同。
探测原初引力波，寻找合适的观测点非常重要。现在专家们的意见是，全球只有4个地方适合进行CMB探测：位于南半球的智利阿塔卡玛沙漠、南极，以及位于北半球的格陵兰岛和我国西藏阿里。阿里观测站地处海拔5000米以上的青藏高原地区，地理环境优势、观测气象条件与配套基础设施都具有很大优势。
有一流基地才会有机会
记者：阿里计划目前的进展如何？我国还有其他探测引力波的设备或方式吗？
张新民：阿里原初引力波观测计划是2014年提出的，2016年正式启动。2017年3月台址基建动工，2018年11月竣工并通过验收。目前，项目进展顺利，一期观测仓已完工，预计2020年冬季便能开始观测。
关于引力波的探测，我国一直是“天地两路并进”：天上的指的是太空探测引力波，包括中科院提出的“太极计划”和由中山大学领衔的“天琴计划”；地面探测引力波，则包括中科院高能物理研究所主导的“阿里计划”探测原初引力波和国家天文台主持的贵州500米口径球面射电望远镜FAST项目，也就是“天眼”。
记者：您曾经表示，我们不能再错过探测原初引力波的重要窗口。但据我了解，无论在地面还是空间，中国的引力波探测项目均起步较晚，中国还有拔得头筹的时间吗？
