作者:K.S. 贾亚拉曼
印澳两国加入美国激光干涉引力波天文台(LIGO)网络的计划时间不多了。该探测器计划安装在西澳大利亚的金金,并计划于 2017 年开始收集数据——但这只有在这两个国家能在 2011 年 10 月之前承诺提供所需资金的情况下才能实现。
引力波由阿尔伯特·爱因斯坦在 1916 年作为其广义相对论的一部分预测,是时空结构中的涟漪,由以加速、非对称运动的物体引起。如果被发现,这些波有望开启天文学的一个新分支,但到目前为止,它们尚未被直接探测到。
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自 2002 年以来,现有的 LIGO 探测器——两个在华盛顿州汉福德,另一个在路易斯安那州利文斯顿——一直在与德国汉诺威的 GEO600 探测器和意大利卡西纳的 Virgo 探测器合作,寻找引力波,但未获成功。现在的希望寄托在“高级 LIGO”和“高级 Virgo”项目上,以升级现有探测器并使其灵敏度提高十倍。
加州理工学院帕萨迪纳分校的物理学家兼 LIGO 首席科学家斯坦利·惠特科姆表示,将高级 LIGO 探测器之一放置在远离现有天文台的澳大利亚,将提高物理学家精确定位引力波的能力。“美国和欧洲的探测器是一个良好的开端,但迫切需要在南半球设置一个,”他说。“LIGO 澳大利亚是我们为满足这一需求所做的尝试,我预计这将为未来十年或二十年亚太地区的引力波研究提供重点。”
惠特科姆表示,拥有这些仪器的美国国家科学基金会(NSF)已批准将探测器部件转移到金金。澳大利亚探测器将由澳大利亚干涉引力天文学联盟(ACIGA)运营,该联盟由该国的五所大学组成。但有一个问题:ACIGA 必须找到约 1.4 亿澳元(1.39 亿美元)来建造一个容纳探测器的设施,外加 6000 万澳元来满足运营成本,而 NSF 需要尽快知道这是否会发生。
惠特科姆说:“我们必须在 2011 年 10 月之前知道澳大利亚是否可以承诺该项目。” 否则,根据 LIGO 对 NSF 关于安装计划的承诺,“我们将不得不开始在其原计划地点,即我们的 LIGO 汉福德站点安装探测器”。
国际呼吁
截止日期的压力和所需的资金量迫使 ACIGA 寻求国际合作伙伴。印度引力波观测倡议(IndIGO)——一个由七个国家机构组成的团体——响应了这一呼吁,提议从其政府寻求 3000 万澳元,以支付 2011-22 年期间 15% 的成本。
班加罗尔拉曼研究所(RRI)的理论物理学家兼 IndIGO 主席巴拉·艾尔表示,该项目“为印度科学提供了一个历史性的机遇”。
艾尔和他在 RRI 的团队在理论引力波研究领域工作了 20 多年,与浦那大学天文与天体物理学中心的 Sanjeev Dhurandhar(数据分析师和建模师)合作。艾尔表示,LIGO 有望将这种联盟扩展到实验工作,并得到包括孟买塔塔基础研究所(TIFR)的高能物理学家 C. S. Unnikrishnan 以及印多尔 Raja Ramanna 高级技术中心的同事在内的联盟其他成员的参与。IndIGO 还将这种伙伴关系视为到 2020 年建造印度引力波探测器的目标的捷径。
该项目在印度获得了高调支持:宇宙射线物理学家和前科学部长曼比利卡拉蒂尔·梅农正在支持这项竞标。“我在给原子能部主席的信中强烈支持了 IndIGO 的请求,”他告诉《自然》杂志。“就我个人而言,我认为这次合作使我们有机会在引力波天文学领域即将开启的恰当时机进入该领域。我们不能错过它。”
艾尔指出,印度在“基础科学大型严肃项目”方面有大量预算,与该国在物理学其他项目上的投入相比,3000 万澳元只是一小笔钱。
但很大程度上取决于 ACIGA 是否能获得其份额。阿德莱德大学实验物理学家兼 ACIGA 主席耶斯珀·蒙克表示,该提案已于上周提交给澳大利亚政府,但由于决策时间短,以及今年早些时候席卷该国部分地区的洪水和飓风使预算捉襟见肘,成功的可能性“非常难以评估”。“但我们乐观地认为,澳大利亚的这一独特机会将得到积极考虑,印度通过 IndIGO-ACIGA 伙伴关系可能做出的贡献可能会大大提高我们的机会。”