CPTA团队利用FAST探测到纳赫兹引力波存在关键性证据的示意图。图据中国科学院国家天文台

用时3年5个月，中国天眼（FAST）通过对57颗脉冲星的监测，首次“看见”了来自深远宇宙的涟漪。6月29日，由中国科学院国家天文台等单位科研人员组成的中国脉冲星测时阵列（CPTA）研究团队，利用FAST探测到“纳赫兹引力波”存在的关键证据。相关论文在中国天文学术期刊《天文与天体物理研究（RAA）》在线发表。

频率极低、周期长 纳赫兹引力波难寻

综合北京《人民日报》《中国科学报》报道，根据爱因斯坦的广义相对论，时空是可以弯曲的，有质量的物体在其中加速运动，扰动周围的时空，就会产生引力波。这就好比石头丢进水里会产生水波，引力波因此常被称作“时空的涟漪”。

“如果把宇宙比喻成一杯水，人类已知的、能看见的东西只是其中一滴，绝大部分的宇宙是看不见的暗物质、暗能量。”中国科学院国家天文台研究员、论文通讯作者李柯伽介绍，“我们只有通过追踪有‘质量’物体的运动，才能揭开宇宙的奥秘。”

然而，由于频率极低、周期长达数年，纳赫兹引力波探测极具挑战，全球科学家迟迟没有发现它的踪迹。

发现纳赫兹引力波是天文领域竞赛焦点之一

据中国科学院国家天文台介绍称，利用大型射电望远镜对一批自转极其规律的毫秒脉冲星进行长期测时观测，是纳赫兹引力波目前所知的唯一探测手段，发现纳赫兹引力波也是国际物理和天文领域竞赛的焦点之一。

中新网报道，在此次研究中，中国脉冲星测时阵列（CPTA）研究团队利用中国天眼（FAST）对57颗毫秒脉冲星进行长期系统性监测，并将这些毫秒脉冲星组成银河系尺度大小的引力波探测器来搜寻纳赫兹引力波。该团队基于独立开发的软件，对FAST收集的时间跨度为3年5个月的数据进行分析研究，在4.6西格玛置信度水平（误报率小于五十万分之一）上发现具有纳赫兹引力波特征的四极相关信号的证据。

研究团队面对观测时间跨度远短于美、欧、澳三个国际团队的不利局面，充分利用中国天眼灵敏度高、可监测脉冲星数目多、测量精度更高的优势，长期系统地监测了一大批毫秒脉冲星，自主开发独立数据分析软件，以数据精度、脉冲星数量和数据处理算法上的优势弥补了时间跨度上的差距，使中国纳赫兹引力波探测灵敏度很快达到了与美、欧、澳相当的水平，从而同时实现此次重大科学突破。

超大质量黑洞并合“独有预言”终于实现

“产生纳赫兹引力波，是超大质量黑洞并合的独有预言。然而，预言诞生几十年，至今未有确凿的双超大质量黑洞并合的例子。”北京大学科维理天文与天体物理研究所教授何子山向CPTA团队表示祝贺，“这次，CPTA终于实现了这个期待已久的预言”，在这一物理学与天文学领域的国际激烈竞争中拔得头筹。

综合上海《文汇报》、大陆央视新闻客户端报道，就在CPTA宣布成果的同一天，美、欧-印、澳的脉冲星测时阵列合作组也分别宣布了类似结果。这意味着，人类打开纳赫兹引力波探测宇宙的新窗口，只是时间问题。未来，这些区域性合作将进一步推进国际脉冲星测时阵列合作。

中国科学院院士、中国科学院国家天文台台长常进指出，纳赫兹引力波主要是为人类打开了观测宇宙的一个重要“窗口”，肯定会有许多物理上的重大发现。用纳赫兹引力波，科研人员可以研究宇宙的超大质量天体，像黑洞、超大质量黑洞，星系的形成、演化、合并，还有宇宙早期的结构等。这些都是天体物理的重大科学问题。