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从引力波的发现应该反思现有的中国科技制度

已有 4118 次阅读 2016-2-13 09:10 |系统分类:科研笔记

有史以来,科学家第一次观测到了时空中的涟漪——有史以来,科学家第一次观测到了时空中的涟漪——引力波,这一来自遥远宇宙的灾变性事件所产生的信号。这一探测证实了阿尔伯特·爱因斯坦在1915年的广义相对论的一个重要预言,并打开了一扇前所未有的探索宇宙的新窗口。

这一引力波信号于世界协调时间2015年9月14日9:51(北京时间当天下午5:51分),由分别位于路易斯安那州列文斯顿(Livingston,Louisiana)和华盛顿州汉福德(Hanford,Washington)的激光干涉引力波观测台(LIGO)的一对探测器探测到。LIGO天文台是由美国国家科学基金资助,由加州理工和麻省理工构思、建造并运行的。这一发现是由LIGO科学合作组织(包含GEO600组织和澳大利亚干涉引力天文协会)以及Virgo组织使用来自两台LIGO探测器的数据后做出的。

20世纪70年代,罗素赫尔斯和约瑟夫泰勒给出了引力波存在的第一个证据。他们在1974年观测到一个脉冲星与另一个天体相互绕转组成的双星系统,后来发现第二个天体是一个中子星。这个系统由于辐射引力波,导致脉冲星的轨道缓慢地缩小,观测到的轨道变化率与相对论的预言高度一致。赫尔斯和泰勒的这项工作获得了1993年的诺贝尔物理学奖。这个赫尔斯-泰勒双星系统将于3亿年之后并合形成一个黑洞。在最近的这个发现里,LIGO直接见证了两个黑洞组成的双星系统的寿终正寝,在双星系统形成单个黑洞的瞬间投下匆匆一瞥。
“我们对于引力波的观测完成了一项50年前就设定的伟大目标。那就是直接探测到这一难以捕捉的现象,更好地理解宇宙,以及爱因斯坦广义相对论100周年之际恰如其分地续写爱因斯坦的传奇。”加州理性学院的戴维·莱兹David H.Reitze,LIGO天文台的执行官,如是说。

美国国家科学基金会主导了高新激光干涉的财政支持。德国的马克斯-普朗克学会、英国的科学与技术设施委员会和澳大利亚的澳大利亚研究基金会等资助机构均对本项目作出了巨大贡献。使高新探测器林敏度大大提高的几项关键技术由德国-英国的GEO合作组织开发并测试。主要的计算机资源由AEI的Atlas机群、LIGO实验室、雪城大学和威斯康星大学密尔沃基分校贡献。一些大学设计、建造并测试了Advanced LIGO的关键部分:澳大利亚国立大学、弗罗里达大学、斯坦福大学、纽约哥伦比亚大学和路易斯安那州立大学。

“1992年批准LIGO最初的基金项目是NSF有史以来最大的一笔投资。”France Córdova,NSF主任如是说。“那是一项有很高风险的资助,但这正是NSF需要承担的项目。我们资助一定会有所发现,但是还在探索历程上基础科学和工程。我们资助开路先锋。这就是为什么美国依然是全球先进知识的领导者的原因。”
LIGO的研究工作由LIGO科学合作组织(LSC)完成,这一合作组织包含来自美国和其他14各国家的1000多名科学家。LSC中的90多所大学和研究所参与研发了探测器所使用的技术,并分析其产生的数据;在组织中,有约250名做出重要贡献的成员是学生。LSC探测网络包括LIGO干涉仪和GEO600干涉仪。GEO团队包括来自德国马克斯-普朗克引力物理研究所(阿尔伯特·爱因斯坦研究所(AEI)),汉诺威莱布尼兹大学与格拉斯哥大学、加迪夫大学、伯明翰大学、其他英国的大学以及西班牙的巴利阿里群岛大学。

室女座引力波探测器(Virgo)的研究工作由Virgo科学合作组织完成,这一组织包含250多名物理学家和工程师,分别隶属于18个不同的欧洲的实验室,包括法国国家科学研究中心(CNRS)的6家研究所、意大利国立天体物理研究所(INFN)的8家研究所、荷兰国家核物理及高能物理研究所、匈牙利维格纳研究所、波兰引力研究组和安置室女座引力波探测器的欧洲引力天文台。

“Advanced LIGO探测器是科学与技术上的一项壮举,汇聚了全球技师、工程师和科学家团队的通力合作才得以实现。”Advanced LIGO的项目领头人、来自麻省理工的戴维·休梅克说道,“我们及时、同时也在预算内完成了这项美国国家科学基金会资助的项目,对此我们感到无比自豪。”


单兵作战-各自为战-独立山头-各美其美-得利亡义;

集团作战-协同攻关-共同成功-美美与共-义利共得;





人类首次探测到引力波
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