“這次發(fā)現(xiàn)的確美妙和激動人心,但日常工作中的海量數(shù)據(jù)分析并不總是令人愉快。”曹軍威介紹,LIGO數(shù)據(jù)的采樣頻率特別高,達到每秒1.6萬次以上,采樣信道達上萬個,數(shù)據(jù)量大,需要先進的計算機處理技術(shù)做支撐。而對于這樣的海量處理,需要的是“坐穿板凳”的沉潛定力:“漫長的時間里,LIGO探測器并沒有達到設(shè)計精度,是探測不到真正的引力波信號的,可以認為實際大家在處理的全都是噪聲,可就是在對這些噪聲的一點一滴的處理中不斷積累經(jīng)驗,不斷提升儀器的精度,才有了今天的探測靈敏度?!?/p>
陳嘉言工作照。中山大學供圖
郭翔宇是清華計算機系高性能計算所的碩士研究生,也是清華LIGO工作組中一名普通科研人員。他每天的科研任務(wù),就是“讓引力波數(shù)據(jù)分析處理的過程更有效率”:“每周我們都要與西澳大利亞大學的項目組成員跨洋討論,一年多來,我在先前的基礎(chǔ)上,將探測器GPU的信息處理速度從原有的58倍提升到了120倍以上?!?/p>
開啟中國本土的引力波探測
“你知道嗎?目前,我國主要有兩大引力波探測項目:中科院高能所主導的‘阿里實驗計劃’和中山大學領(lǐng)銜的‘天琴計劃’。一個是在地面上聆聽引力波的音符,一個是到太空去捕捉引力波的聲響?!?月13日下午,中國科學院高能物理研究所在其官方微博上發(fā)布了上述內(nèi)容。這意味著,在積極融入頂尖課題的世界協(xié)同作戰(zhàn)之余,中國科學家也同時開啟了新一輪的本土沖擊。
來自科技部的消息顯示,致力于“在地面聆聽引力波音符”的中科院國家天文臺阿里觀測站位于西藏阿里獅泉河鎮(zhèn)以南海拔5100米的山脊,海拔高、云量少、水汽低、透明度高。其選址工作在國家天文臺相關(guān)研究人員的帶領(lǐng)下,持續(xù)長達10年,已成為天文臺選址工作的典范。建成后,其地理上的中緯度范圍、對天區(qū)的廣闊覆蓋,有望填補北半球觀測宇宙微波背景輻射的空白。
而立志“到太空去捕捉引力波的聲響”的“天琴計劃”則由中山大學于2015年7月23日牽頭啟動,主要是以引力波研究為中心,開展空間引力波探測計劃任務(wù)的預先研究,制定中國空間引力波探測計劃的實施方案和路線圖,并開展關(guān)鍵技術(shù)研究。中山大學相關(guān)負責人介紹,該計劃主要將分四階段實施,大約需要二十年,投資150億元人民幣。
“探測到引力波只是剛剛開始,并非結(jié)束,我們非常需要中國科學家的努力。”LIGO數(shù)據(jù)分析專家、加州理工學院物理系教授艾倫·魏因施泰對中國科學家的努力充滿期待。
曹軍威始終認為,作為最前沿、最頂尖的科學探索之一,如引力波探測般的世界頂級課題必定是一次全球智慧的協(xié)作與“眾包”,而自己的團隊正是這個“特大集成研究項目”中的一環(huán)。他總結(jié)了三個引力波探測的特點:投資規(guī)模大、多學科交叉、國際緊密合作:“這樣規(guī)模的科學探索遠超出某個單一學科的范疇,也超出某一個研究小組、一個大學或研究機構(gòu),甚至一個國家的能力,必須是物理、天文、機械、激光、精密儀器、信息等方方面面的專家共同參與,在全球范圍聯(lián)合攻關(guān)?!?/p>
中山大學天文與空間科學研究院院長李淼認為:“引力波的發(fā)現(xiàn),會進一步刺激各國的研究進度,世界各地的引力波研究計劃將很快推進,中國本土研究的進展也會加快?!?/p>
這進步背后,除了對基礎(chǔ)科學投入的重視,還要有一種摒棄功利的、廣闊的人類意識。當人類共同走進“引力波”時代,這一激動人心的發(fā)現(xiàn)所帶給我們的啟示,對中國科學界似乎同樣極具價值。
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發(fā)現(xiàn)引力波,是我最愛的人類歷史閃光瞬間?
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